海蓝彩板漆膜粘结原因分析及改进措施

杨付海 , 张永钢

(新疆八一钢铁股份有限公司轧钢厂)

1 问题的提出

某厂生产的海蓝彩涂板运输至新疆南疆某市，两批货打开包装后，均发现带钢上表面有断续局部灰白背面漆与海蓝面漆漆膜发生粘结的缺陷，严重影响使用。两批彩板重量共1243t，是一起重大质量事故。

2 背景描述

两批0.5×1200(mm)海蓝彩板共计1243t，用于新疆南疆某市在建毛巾厂屋顶板。由于现场施工采用钢构压型机只能用宽598mm的彩卷压型(单张屋顶板长48.4m)。因施工现场无纵剪机，该施工单位委托乌市一家开平厂对宽1200mm的海蓝彩涂卷进行纵剪，卷取简易打包(两卷一包)后用汽车长途运送到新疆南疆某市施工现场再压型施工。

施工单位反馈，在开平厂纵剪时就发现几乎每卷彩卷开卷后都不同程度存在着海蓝面漆上粘有断续无规则分布的背面漆小白点。小白点轻者可用手拂去，重者用手指甲可以刮掉，小白点抹去后则露出海蓝面漆，面漆完好，无破损。开平厂卷取机卷取时是无张力或小张力卷取，钢卷下线后有塌卷现象。

在南疆某市施工现场调查，发现钢卷经长途运输后包装破损，钢卷大多呈塌卷或塔卷，由于钢卷内径与开卷机涨轴扇形块直径不符，钢卷无法涨紧，涨开后钢卷旋转呈椭圆形，钢卷变形严重。施工压型现场，几乎每卷开卷后板面上断续都有云雾状小白点分布，尤其在钢卷的内圈200m内小白点密布 ，最后压型的3～5张板(每张长48.4m)上密布小白点。

显微镜下观察施工现场板面出现的小白点，显示是挫伤造成的。 这种小白点无法抠除，小白点以下是凹坑，肉眼可见下方露出锌层，海蓝面漆连续性已破坏。见图1、图2。

图1 面漆上的小白点

图2 小白点放大图

经查，合同O2A0000531(海蓝0.5mm×1200mm)为2012年7月10-12日连续生产，重量293t、共66卷；合同号O2A0000740(海蓝0.5mm×1200mm)为2012年8月15-18日连续生产，重量950t、共217卷。所用面漆及背面漆涂料全部为江苏某化工集团生产。

钢卷出厂时面漆涂层厚度、光泽度、色差、铅笔硬度、耐溶剂擦拭MEK、球冲试验等各项性能指标全部合格，钢卷卷形质量、板型质量也均合格，即在彩涂在产线卷取前后至包装发货期间，一直未发现面漆与背面漆粘结的缺陷。

3 原因分析

3.1 粘结产生原因

对海蓝彩涂板背面漆膜厚度，背面漆耐溶剂擦拭次数MEK值，涂料耐刮擦性、钝化膜膜重指标进行分析。

(1)背面漆膜厚度：合同设定背面漆膜厚在4～6μm，而此批海蓝彩涂板背面漆膜厚多数在中下限(3～5μm)。背面漆膜厚偏薄，当受外力挤压时漆膜表面组织易被破坏，造成背面漆脱落。

(2)背面漆耐溶剂擦拭指标MEK值及涂料耐粘结性状况。

彩板涂层的耐溶剂指标MEK是反映漆膜的胶联密度的的指标，胶联密度越高，漆膜的耐溶剂擦拭性越好，相应的漆膜硬度、附着力也越高。漆膜的耐MEK指标偏低会对粘结产生一定的影响。当时如合同无特殊要求，彩涂机组对背面漆耐MEK性能一般不做检测，但在涂料采购时对背面漆的耐MEK性能规定不得低于50次。通过对缺陷彩板性能检测，发现此批海蓝彩涂板灰白背面漆的耐MEK次数多为20～30次，远低于背面漆的MEK指标(MEK≥50次)。分析认为，这批背面漆涂料质量存在缺陷，MEK次数偏低，容易造成彩板面背漆粘结。

追溯此次彩板面背漆粘结，质量异议彩板主要是用批号为C12052801的海蓝面漆和批号为C12071081、C12072581的灰白背面漆生产的。在涂料方面批号为C12071081、C12072581两批灰白背面漆的耐MEK次数低于50次的标准，灰白背面漆的胶联密度不够，从而造成背面漆与基板的附着力差，在一定程度上产生粘结缺陷。

(3)钝化膜膜重指标。

钝化膜膜重是衡量彩涂板前处理质量的一项重要指标，对保证涂层与基板间的附着力起着至关重要的作用。彩涂生产工艺要求钝化膜膜重在15～30mg/m2。当钝化膜膜重偏低(<15mg/m2)，造成基板上局部未覆盖上钝化液，未覆盖上钝化液的地方涂层与基板间的附着力降低，漆膜易脱落，造成粘结。

当钝化膜膜重偏高时(>30mg/m2)，多余的钝化液经固化烘烤会在基板上以粉末状析出，粉末状析出的部位涂层与基板间的附着力会降低，漆膜易脱落，造成粘结。

由于当时生产工艺规定，彩涂钝化膜膜重检测每周送检一次，其它时间不做检测，这对彩涂钝化膜膜厚控制带来滞后性和不确定性。不能及时反映彩涂前处理的钝化质量。

3.2 挫伤产生原因

根据开平厂和施工现场实际情况，认为彩板发生挫伤的主要原因有：(1)开平厂卷取时钢卷未卷紧，钢卷较松，造成塌卷，产生挫伤；(2)纵剪后的钢卷由乌鲁木齐经汽车长途运输运至南疆施工现场，距离>1000km,需要穿越天山，运输过程中不可避免的晃动，会造成钢卷层间错动，产生漆膜挫伤；(3)压型现场吊卷时用钢丝绳多次起吊，也会造成层间滑动；(4)施工现场压型开卷机涨轴涨开后未涨紧，钢卷旋转呈椭圆形，层间也会产生挫伤。

4 改进措施

4.1 工艺参数及操作规程改进

为防止此类质量事故的再次发生，对彩板工艺制度、操作规程进行了优化：(1)将背面漆耐MEK≥50次列入彩涂背面漆性能检测要求。(2)将背面漆膜厚由4～6um调整到5～7μm，生产过程中背面漆膜厚增加，漆膜在受外力挤压时漆膜可以起到缓冲作用，避免出现背面漆粘结；(3)增加钝化膜重检测检测频次，由每周检测一次改为每班送检一次，钝化膜厚重控制在15～30mg/m2。

4.2 关于涂料质量要求

为解决彩板背面漆粘结质量缺陷，要求涂料供应商调整涂料配方，保证背面漆耐MEK次数≥50次。通过涂料供应商对灰白背面漆配方的调整后，背面漆在彩涂生产现场使用，MEK性能明显提高，目前由20～30次提高到MEK≥100次。

4.3 板温控制

针对此次质量事故，对产线生产工艺参数进行了梳理。发现在该批海蓝彩板生产期间，彩涂固化炉板温仪出现故障不能正常测温，焚烧炉操作工不能在工控机上实时监控板温仪所测板温，只能凭经验依靠固化炉内的各段实际温度来控制板温，对板温控制带来一定的风险和不稳定性，间接影响到产品质量。

为此制定了以下措施：立即修复彩涂板温仪，对板温仪进行重新标定，并计划重新选型适合彩涂机组工艺要求的板温仪；对板温检测要求班中每2小时用测温纸测温一次；并与板温仪比对，并要求操作工如实记录板温仪检测板温。

5 结束语

针对此次八钢海蓝彩涂板漆膜粘结的缺陷，现场采取了一系列措施：

(1)对彩涂板温仪进行修复更换，保证设备功能精度 。

(2)优化了彩涂生产工艺，将背面漆膜厚适当提高到合同要求的中上限，将背面漆的MEK性能指标列入检测范围；增加钝化膜膜重的日常检测频次。

(3)对涂料质量加强管控，及时调整规范涂料性能。

措施实施后 生产检验结果表明，彩涂板漆膜粘结的缺陷得到了有效消除，提升了彩涂板的产品质量。