因气温降低而导致的焊缝密封胶表面中涂漆膜起泡问题的解决

王鹤坤*，杨光

（保定长安客车制造有限公司，河北 定州 073000）

进入冬季后气温逐渐降低，密封胶中溶剂的挥发随之逐渐减慢，导致某司涂装B区生产的轻客车型上的顶盖与侧围搭接处出现了密集小气泡的问题，如图1所示。此处的生产工艺为在焊缝位置涂密封胶后“湿碰湿”进行中涂喷涂，然后烘干，因此要求焊缝密封胶与中涂漆必须具备良好的配套性。

图1 焊缝密封胶表面中涂的起泡现象Figure 1 Blistering defect of midcoat on weld sealant

焊缝密封胶是以聚氯乙烯(PVC)悬浮乳液为主要材料，辅加填料、颜料、邻苯二甲酸酯类增塑剂、稳定剂、促进剂及其他添加剂混合而成，加热固化后有一定的粘接强度，密封性、粘接性、耐蚀性、耐磨性和柔韧性均良好，与电泳漆的结合力良好，外观平整光滑[1]。中涂漆主要由树脂、助剂、溶剂等组成，处于阴极电泳层和面漆之间。要求其与电泳底漆和面漆的附着力良好，具有耐崩裂性能与耐候性能，能提高面漆的遮盖力以及涂层的外观质量[2]。

侧围胶条起泡主要是因为焊缝密封胶中的溶剂迁移到中涂中，二者产生了化学反应。对焊缝密封胶而言，主要通过调整其中溶剂与增塑剂比例来调高抗气泡产生能力，即增加密封胶中增塑剂含量。对中涂漆而言，针对此问题可以从两方面进行改进：一、 降低稀释剂的极性，从而减少油漆对密封胶的渗咬；二、在油漆中加入适量的高Tg(玻璃化温度)的大分子树脂，以提高油漆抗密封胶增塑剂的能力(因密封胶调整后增塑剂含量会增加，为适应改制后密封胶的性能，故需提高油漆的抗增塑剂能力)。为解决出现的胶泡问题，本文在某司实验室中针对以上因素进行了一系列实验，为同行提供参考。

1 实验

1. 1 仪器

华美HM-A2自动喷涂往复机，精宏DHG-9030A电热恒温鼓风干燥箱，英国FISHER MP0膜厚仪。

1. 2 材料

马口铁板；重庆安迪AD-PVC966密封胶，在其中分别加入质量分数为2%、4%和6%的增塑剂而制成改进密封胶；重庆智亨FS340中涂(以聚酯树脂为主)，分别在其中加入质量分数为5%和10%的SZ-422树脂(一种低活性、慢交联的氨基树脂)、AF-0.5树脂(一种玻璃化温度高于50 °C、相对分子质量大的CA树脂)而得到4种改进后的中涂；2800开稀剂(生产现场使用)，100号溶剂油，150号溶剂油。

1. 3 实验条件

(1) 涂覆密封胶的工艺：室温下手动挤胶，胶枪口径为2 mm × 10 mm，在实验中保持不变。

(2) 烘烤工艺：由于起泡问题与升温速率有较大的关系，为了更好地体现样品间的差异，采用了更严格的升温方式，鉴于现场炉温曲线为8 min升温到140 °C，实验室烘烤采用烘箱模拟，5 min升温到140 °C，保温 20 min。

(3) 中涂的涂装：旋杯喷涂一次成膜，中涂膜厚规定为50 ～ 55 μm。

2 结果与讨论

2. 1 开稀剂极性的影响

用不同极性的开稀剂稀释FS340中涂，然后考察其与密封胶的配套性，结果见表1。100号溶剂油和150号溶剂油能保证对油漆的溶解力，是油漆正常使用中能用到的极性最低的溶剂，其中150号溶剂油的溶解力较100号溶剂油更低。

表1 不同极性的开稀剂与AD-PVC966密封胶的配套实验结果Table 1 Test result of the compatibility of AD-PVC966 weld sealant with some diluents of different polarities

把稀释剂从现场使用的2800更换为极性更弱、溶解力更低的100号溶剂油和150号溶剂油后，均产生密集气泡，气泡现象没有明显变化。这可能是因为100号溶剂油和150号溶剂油虽然在油漆配方中是很弱的溶剂，但是它们对密封胶中使用的溶剂来说还是强。

2. 2 中涂中加入不同树脂后与密封胶的配套性

使用2800开稀剂对以不同树脂改进后的中涂进行稀释，然后考察其与密封胶的配套性，结果见表2。从实验结果看：(1)在拼入相对分子质量比主体树脂稍高的SZ-422时，在拼入量为5%和10%，漆膜厚度为50 ～ 55 μm的情况下均存在起泡问题，与原产品无明显差异；(2)当拼入相对分子质量极高的AF0.5时，在50 μm膜厚的情况下与原密封胶配套后无起泡现象，拼入量为5%就已经没有起泡问题。这可能是由于增塑剂的相对分子质量相对于树脂而言小得多，树脂的相对分子质量只发生较小幅度改变的话，不足以抵抗增塑剂的作用。

表2 不同改进后的中涂与AD-PVC966密封胶的配套实验结果Table 2 Test result of the compatibility of AD-PVC966 weld sealant with different improved midcoats

2. 3 改进中涂与改进密封胶的交叉配套性

由表3可知：随着密封胶中增塑剂的增加，起泡现象得到抑制，增塑剂添加量为6%时基本看不到起泡现象；在中涂中拼入相对分子质量高的AF-0.5树脂后，不管与原密封胶还是改进后的密封胶配套，都没有发现起泡问题，但随着拼入量的增加，由于相对分子质量的增大，开稀比率将升高，相同的流量下的喷涂厚度原本应基本一致，但实际膜厚由54 μm最低降至40 μm，说明其施工固含量会降低，成膜厚度随之降低，10%的拼入量已使得膜厚降低了14 μm之多。

表3 以不同用量的大分子树脂改进后的中涂与用不同用量增塑剂改进后的密封胶的交叉配套性实验结果Table 3 Test result of the compatibility between the midcoat added with different amounts of macromolecular resin and the weld sealant modified with various dosages of plasticizer

3 总结

(1) 在中涂漆中改用极性更低的稀释剂，对起泡问题无明显改善。

(2) 只有拼入相对分子质量比主体树脂大得多的树脂才能明显改善抗起泡性，但拼入量不能超过5%，过多的大分子树脂拼入会带来施工固含量降低等其他负面影响。

(3) 随着密封胶中增塑剂的增多、溶剂的减少，中涂与密封胶配套的抗起泡能力越来越好，当增塑剂为6%时，中涂膜厚为50 ～ 55 μm的情况下基本看不到起泡现象。

4 实物验证

沿用目前现场使用的重庆智亨FS340中涂，在原密封胶中加入6%的增塑剂，进行了5台实车喷涂，喷涂厚度为50 ～ 55 μm未发现气泡现象，效果见图2。

图2 改进后焊缝密封胶中涂后的效果Figure 2 Appearance of midcoat on weld sealant after improvement

5 预防措施

对于胶条与油漆因配套性差异产生的胶泡问题，可以采用对密封胶进行预烘烤后再喷涂的方法临时应对。建议根据气温变化，每季度定期对密封胶与油漆进行配套性试验，以防微杜渐。