防腐蝕涂層缺陷之氣泡(轉(zhuǎn))

防腐蝕涂層耐蝕的主要因素就是涂層具有優(yōu)異的惰性、完整性和致密性。如果涂層被破壞或者致密性不好，就會引起外部介質(zhì)（如水、水汽及腐蝕性物質(zhì)等）滲透浸入，直接與基層發(fā)生電化學(xué)或者其他反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致防腐蝕失效。其中涂層氣泡是造成涂層完整性及致密性破壞的“元兇”，除了影響涂膜的外觀效果；還會形成其他涂層缺陷，如縮孔、針眼、疵點(diǎn)、魚眼等弊病。因此，預(yù)防涂層氣泡的產(chǎn)生及其處理方法，是防腐蝕涂層實(shí)現(xiàn)長久使用效果的重要保障。

防腐蝕涂層氣泡是細(xì)小的可見的數(shù)毫米直徑的空心體，并在外力的作用下進(jìn)入涂料液體中，被液體相互隔離成一個非均相體系。涂料中的氣泡是氣體在涂料液體中的一種分散形式，是一種典型的熱力學(xué)不穩(wěn)定兩相體系。因?yàn)闅馀莸拇嬖谠黾恿送繉芋w系的表面積，增加了體系的能量，當(dāng)氣泡破裂后，體系中的總表面積大大減少，相應(yīng)的能量也隨之降低，因此存在氣泡的涂料始終處于熱力學(xué)不穩(wěn)定的狀態(tài)中，對防腐蝕涂層的防腐性能，耐候性能及附著力，美觀性等破壞性很大。

涂層氣泡大小不一樣，氣泡內(nèi)部含有各種各樣的物質(zhì)，可以含有液體、蒸汽、其他其他或者是結(jié)晶物。氣泡的大小依賴于防腐蝕涂料與基層表面附著力、泡內(nèi)介質(zhì)的壓力及為了和涂料基層附著力保持相對平衡而將涂膜拉伸反向頂起的程度。氣泡有泡和泡沫兩種形式，一般情況下溶劑型防腐蝕涂料容易產(chǎn)生泡；而水性防腐蝕涂料更容易產(chǎn)生泡沫。防腐蝕涂層氣泡可以分成膨脹氣泡和腐蝕氣泡兩種形式，通常溶劑型防腐蝕涂料涂布成膜后，殘留的溶劑含在涂料中，這些微量的溶劑可以存在很長時間，當(dāng)溫度變化時，涂層局部失去附著力，受泡內(nèi)氣體或者液體壓力就會離開基層，進(jìn)而鼓起涂膜，形成圓形凸起。這種變形可以在涂膜干燥過程中消失也可以永久性存在。所以防腐蝕涂層氣泡產(chǎn)生條件離不開涂層具備的透水透氣性；離不開涂層與基層存在著缺陷或者是隔離層（如潤濕不好、漏涂、灰塵、油污、水及其他可溶性雜質(zhì)）。當(dāng)溫度升高時氣泡會膨脹擴(kuò)大，到達(dá)極限時就會破裂；另外頻繁的溫差起伏變化，也會造成涂膜疲勞開裂。

防腐蝕涂層氣泡的形成原因非常復(fù)雜，有涂料自身的原因，也有工程施工的原因，還有環(huán)境、基層等多方面的因素。根據(jù)長期的涂料生產(chǎn)及施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，防腐蝕技術(shù)人員總結(jié)了以下一些重要的原因：


1.基層表面處理不好?；鶎哟嬖阡P蝕層，氧化皮，污染物質(zhì)，可溶性鹽，灰塵，水分，油污等，可以說是涂層與基層的隔離層，溫度升高形成膨脹，產(chǎn)生氣泡。


2.涂層中殘留的溶劑。溶劑型防腐蝕涂料涂裝形成的濕膜，還有10%的揮發(fā)性溶劑，大約90%的溶劑已經(jīng)揮發(fā)到大氣中。如果溶劑揮發(fā)不好會殘留溶劑，隨著溫度升高，溶劑會產(chǎn)生蒸氣壓，形成氣泡。


3.薄層涂膜容易滲透外部介質(zhì)。當(dāng)涂裝后的涂層達(dá)不到規(guī)定的厚度，而且很薄，而且處于潮濕環(huán)境下時，將會發(fā)生介質(zhì)滲透現(xiàn)象，特別是在濕熱環(huán)境下形成的蒸氣壓和滲透壓同時作用加劇了氣泡的產(chǎn)生。


4.雨天或高濕度環(huán)境下施工。雨天或高濕度環(huán)境下涂裝，基層表面就會集聚水汽或者水珠，這些留存在涂層內(nèi)的水汽水珠遇有溫度變化時就會汽化，頂起涂層形成氣泡。


5.多孔性基層殘留的空氣。一些多孔性基層，如水泥、木材等孔隙中有空氣存在，涂層因溶劑揮發(fā)被頂起，形成氣泡，而且溫度較高時容易出現(xiàn)，生成的速度非?？欤菀灼屏讯冻龌鶎?。


6.涂料中含有可溶性物質(zhì)。防腐蝕涂料中含有可溶性顏填料，通過滲透作用吸收透過涂層的水分，潮氣及其他液體，變成溶液，溫度變化膨脹后形成氣泡。


7.防腐蝕涂層及陰極保護(hù)氫氣的產(chǎn)生。氣泡還發(fā)生在陰極保護(hù)區(qū)域的涂料層，這是因?yàn)樵陉帢O保護(hù)區(qū)域的涂層下金屬基層表面會有氫氣產(chǎn)生，當(dāng)產(chǎn)生的氫氣量達(dá)到一定的體積后，就有足夠的壓力頂起涂膜，形成氣泡。


8.底面漆不配套。預(yù)涂防腐蝕底漆后，使用不配套或者高性能的防腐蝕面漆罩面時，也會出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象。主要原因就是底漆附著力不好，高性能面漆中的溶劑就會“咬底”引起底漆脫離基層，產(chǎn)生氣泡。


9.腐蝕介質(zhì)與基層材料反應(yīng)。一些有機(jī)酸，無機(jī)酸，堿滲透到防腐蝕涂層（涂層太?。┎⑴c鋼材、苛性堿與鋅和鋁等發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，形成氣泡。


10.防腐蝕涂層外干內(nèi)濕。防腐蝕涂層底漆未干就涂裝下一道涂料（如中間漆或者面漆），繼續(xù)揮發(fā)的溶劑膨脹后產(chǎn)生氣泡。


11.防腐蝕涂料表面揮發(fā)太快。一些防腐蝕涂料使用了揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑，表面涂層揮發(fā)過快而底漆溶劑揮發(fā)不暢，形成氣泡。


12.防腐蝕涂料粘度太高。涂料粘度太高，潤濕性能不好，附著力不夠，空腔膨脹形成氣泡。


13.基層溫度過高。防腐蝕施工中，基層溫度過高時，防腐蝕涂料中的溶劑揮發(fā)迅速，頂起涂層形成氣泡。


14.金屬底漆未做封閉。防腐蝕施工中，金屬底漆使用比較多的就是富鋅底漆，其成膜后的涂層比較粗糙，而且存在孔隙。這些孔隙必須進(jìn)行填充封閉，如果在沒有封閉的涂層上面繼續(xù)涂覆中間漆或者面漆，一定會產(chǎn)生氣泡。


15.反應(yīng)型防腐蝕涂料釋放出副產(chǎn)物。一些固化反應(yīng)型防腐蝕涂料如采用異氰酸酯固化劑型聚氨酯面漆或者氟碳漆，固化反應(yīng)需要釋放二氧化碳，如果涂層表干非常快或者單道涂層過厚（>45μm/道），很容易形成聚集性致密的氣泡。

防腐蝕涂層氣泡的原因雖然比較復(fù)雜；但是離不開兩個原因，就是涂料自身的原因（如生產(chǎn)過程控制不嚴(yán)，原材料質(zhì)量有瑕疵等）和涂料施工的原因（如管理松散，不按照設(shè)計(jì)或者規(guī)范操作）。預(yù)防和控制防腐蝕涂料氣泡的產(chǎn)生，必須保證涂料產(chǎn)品的質(zhì)量和加強(qiáng)涂裝施工管理，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求控制好涂每一道涂層。按照上述防腐蝕涂層氣泡產(chǎn)生的原因，可以對標(biāo)采取有效的解決方案，避免氣泡的產(chǎn)生，保證防腐蝕涂層的完整性、致密性和美觀性。具體方法如下：


1.徹底，干凈的處理好防腐蝕基層表面，利于防腐蝕涂料的良好附著。


2.選擇合適的涂料稀釋劑、溶劑，保持正常的揮發(fā)性，并使涂層完全干燥具有很好的硬度，無任何溶劑殘留。


3.按照設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定要求，保證防腐蝕涂層具有一定的厚度，抵抗蒸氣壓和滲透壓引起的氣泡。


4.防腐蝕涂層施工時，選擇晴朗的天氣進(jìn)行，陰雨天及濕度>85%時暫停涂裝操作，避免水汽進(jìn)入涂層。


5.涂裝多孔材料時，應(yīng)先涂刷滲透性好的封閉底漆，驅(qū)除孔隙內(nèi)的殘留空氣、溶劑等殘留物。


6.防腐蝕涂料生產(chǎn)時，合理選擇顏填料，避免添加可溶性物質(zhì)。


7.防腐蝕工藝采用陰極保護(hù)和涂層復(fù)合方案時，底漆選擇友好型耐陰極剝離涂料，避免氣泡的發(fā)生。


8.防腐蝕涂層施工時，底漆、中間漆及面漆必須相互配套，不得使用不相容或者相互反應(yīng)的涂料覆涂。


9.涂層未完全干燥或者涂膜厚度不足，嚴(yán)禁一些化學(xué)物質(zhì)如酸、堿、鹽等與涂層表面接觸，必須進(jìn)行后續(xù)養(yǎng)護(hù)，避免因?yàn)榛瘜W(xué)品的浸入產(chǎn)生氣泡。


10.防腐蝕涂層施工時，必須保證每一道涂層完全干燥，只有前道涂層固化干燥后才能覆涂后道涂層。


11.防腐蝕涂料配方及生產(chǎn)，應(yīng)該考慮和選擇最佳的溶劑，合適的稀釋劑，不得使用強(qiáng)揮發(fā)性溶劑和稀釋劑。


12.防腐蝕涂料粘度太高，可以使用合適的稀釋劑進(jìn)行“開稀”，將粘度調(diào)整到具有可操作性及一定潤濕效果的程度，提高涂層的整體附著力。


13.當(dāng)基層溫度過高時，盡量避免涂裝施工，或者使用帶溫涂裝的特種高溫漆，避免因油漆溶劑揮發(fā)太快頂破涂膜形成氣泡。


14.富鋅底漆或者金屬熱噴涂涂層，因?yàn)榇嬖诳障?，并且留存空氣，必須使用滲透性底漆進(jìn)行封閉，排盡內(nèi)腔的空氣，才能進(jìn)行后續(xù)涂層的施工。


15.防腐蝕涂層使用反應(yīng)固化型油漆時，可以選擇涂層表干不要太快的產(chǎn)品，涂裝厚度也不要太厚，建議單道厚度在45μm以下，以釋放反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣泡。

通過防腐蝕涂層氣泡缺陷產(chǎn)生原因分析及預(yù)防措施，可以基本抑制涂層氣泡的產(chǎn)生。如果一旦涂層不可避免的產(chǎn)生了氣泡，可以進(jìn)行有效的處理，工藝方法是用水砂紙將涂層氣泡打磨，保持氣泡邊緣與周邊平整度一致，并清理干凈。清理后的表面再用稀釋劑或者溶劑擦洗一遍，將同種底漆與重晶石粉（200目）調(diào)成膩?zhàn)樱我槐?，干燥后，打磨平整，清理干凈后再整體涂刷一道面漆。雖然處理后的防腐層能夠滿足耐蝕及美觀要求；但是在實(shí)際防腐層涂裝施工中必須將預(yù)防氣泡的產(chǎn)生放在第一位，無論從施工成本還是質(zhì)量效果都是預(yù)防重于處理，決不能本末倒置。

防腐蝕涂層失效的原因很多，很復(fù)雜，有的失敗案例也讓防腐蝕施工技術(shù)工程師百思不得其解；但其中常見的縮孔、針眼、疵點(diǎn)、魚眼、橘皮等涂層缺陷卻是氣泡“惹的禍”。這些缺陷也是破壞防腐蝕涂層完整性、致密性及裝飾性的主要原因，避免的方法就是預(yù)防涂層氣泡的產(chǎn)生。防腐蝕施工技術(shù)人員弄清楚氣泡產(chǎn)生原因，采取積極有效的措施控制氣泡的發(fā)生，就可以大大的提高防腐蝕涂層耐蝕水平，滿足長效防腐的應(yīng)用要求。