彩涂板涂层粘漆问题分析及改进

李虹云

摘 要： 分析彩涂板涂层粘漆问题出现的原因，表明环境温度、涂料中树脂的玻璃化温度、彩涂板表面硬度及抗划伤性能、水淬温度和基板板形等因素均与彩涂板涂层粘漆问题的出现息息相关，并提出了改善涂层粘漆问题的有效方法。

关键词： 彩涂板；涂层；粘漆；分析；改进

0前言

彩涂板是将成卷的金属薄板先涂上涂料或粘贴上聚合物薄膜后，以成卷或单张形式出售的一种有机材料/金属复合板材。用户可直接将它加工成型，组装或安装后便是成品，而不需再进行涂装。与传统的钣金件后喷涂工艺相比，采用预涂装彩板大大简化了金属薄板制成成品总的生产工艺过程 [1] 。

由于彩涂板加工的便捷性、经济性，并具有良好的装饰性能，以及环保的迫切性，使得彩涂板在建筑、家电和交通运输等领域得到了越来越广泛的应用。然而，有一种特殊的涂层外观缺陷困扰着彩涂板的制造者及使用者：即随着气温升高，彩涂板卧包卷取后，运輸过程中正面涂层颜色易粘附至背面，或者背面涂料粘附至正面的缺陷。涂层粘漆问题一般爆发于夏季高温时，并且集中在聚酯铁青灰、聚酯银灰、高耐久瓷蓝和高耐久绯红等涂料中有机颜料含量高的品种。因此，研究该问题的形成原因，通过生产工艺控制及其他相关改进措施，避免该缺陷的发生，无论对彩涂板生产企业还是终端用户来说有着积极意义。

1原因分析及讨论

1.1基板板形对涂层粘漆缺陷的影响

通过质量异议处理情况分析，目前所有彩涂板涂层粘漆缺陷的发生部位都在基板中筋处，与基板中筋缺陷呈正比关系。中筋隆起处碰上铁青灰、高耐久绯红这些有机颜料含量高，导致涂层表面较软的彩涂板，经长途运输，极易发生涂层粘漆问题。

1.2涂料原因对涂层粘漆缺陷的影响

1.2.1涂料品种分析

统计涂层粘漆缺陷发生数据来看，目前仅聚酯涂料和高耐久涂料体系的铁青灰、绯红、海蓝等颜色较深或较鲜艳的涂料品种出现该问题。而这些涂料品种的共性就是涂料中有机颜料含量高，涂层较软，表面硬度低，所以易被划伤，而白灰、灰白这些无机颜料含量高的品种则从未发生过该问题。

1.2.2涂料树脂的玻璃化温度（Tg）

彩涂板漆膜涂层的主要成膜物质是一种有机高分子聚合物，在不同的温度下，具有不同的物理状态。

玻璃化转变温度（Tg）是指无定形或半结晶聚合物从高弹态向玻璃态转变（或相反转变）时的温度，玻璃化转变是高聚物的一种普遍现象[3]。

（1）玻璃态：当温度低于Tg时，高聚物是刚硬的，处于玻璃态。此时高聚物的链段运动被冻结，但只要温度不低于催化温度Tb，在较强外力作用下，仍能发生链段运动的强迫高弹变形。产生的强迫高弹形变，去掉外力后不能自行恢复，但只要加热到Tg以上，链段运动解冻，分子链又能卷曲起来，形变因而恢复。当温度低于催化温度Tb时，玻璃态高聚物则不能发生强迫高弹形变变形。

（2）高弹态：当温度介于Tg与Tf之间时，高聚物处于高弹态（也叫橡胶态）。此时高聚物具有较高的可回复的弹性形变量，但变形的回复不是瞬时完成的。

（3）粘流态：当温度高于Tf时，高聚物处于粘流态。此时高聚物分子链作为一个整体可以相对滑动，在外力的作用下，像液体一样粘性流动，形变则不可逆了。

故涂料一般在玻璃化温度以下使用，而涂料配方中树脂的玻璃化温度Tg值决定了其涂膜的硬度和抗划伤性能，Tg值越高则涂膜越硬，抗划伤性能越强；反之，Tg值越低，其涂膜硬度越低，其抗划伤性能越差。所以涂料夏季高温时，涂层变软、易沾污，是Tg值高低对涂层表面硬度及抗划伤性能最直观的影响规律。

目前卷钢涂料使用的树脂，一般玻璃化温度基本在30℃～35℃范围内，夏季高温时，厂房内的环境温度早已超过涂料树脂的Tg值，使得彩涂板涂层处于粘流态，导致涂层失去聚合性变软，变软的涂层再加上运输途中摩擦，尤其是存在基板中筋的彩涂卷，极易因运输摩擦导致涂层发生粘漆缺陷，所以提高涂料中树脂的玻璃化温度Tg值，使其处于玻璃态，是减少涂层粘漆问题的关键之一。

2采取的改进措施

2.1改进基板板形

为了减少涂层粘漆缺陷，首先上线前要对基板板形检验把关，对板形不良的基板加以严格控制，杜绝不良品上线使用，防患于未然。同时，包装方式采用立式包装，对改善粘漆问题也有一定效果。

2.2增加精涂水淬水冷系统

在环境温度高于30℃时，检测精涂水淬中彩涂板的板温可达到50℃以上，考虑到涂料树脂的玻璃化温度，同时为防止板温过高，出现过固化问题，影响涂层的附着力，在精涂水淬中增加水冷系统。室温32℃以上时投用，彩涂板板温在半小时内下降至30℃以下。

2.3提高涂料玻璃化温度

涂料树脂的玻璃化温度虽然是涂层粘漆的关键指标，但在实际彩涂板生产时，无法在线检测该指标，但根据Tg值原理，可通过检测铅笔硬度与耐划伤性能指标，间接反映Tg值。涂料Tg值改进前数据见表1，改进后数据见表2。

通过对比涂料树脂Tg值未提高和提高后的彩涂板铅笔硬度及耐划伤性能参数，可明显看出，提高Tg值后对这两项性能指标起促进作用，对涂层粘漆缺陷改进也起直接作用。

3结论

（1）改善基板中筋等板形状况，且彩涂板成品卷采用立包的包装方式，可有效减少因基板板形问题，对涂层造成的不良影响。

（2）增加水淬冷却系统，可在夏季高温生产时，及时冷却彩涂板温度，保证彩涂板各涂层间的附着力。

（3）改进涂料配方体系，提高涂料树脂的玻璃化温度，跟踪彩涂板铅笔硬度及耐划伤性能参数，使涂料体系更适合夏季高温时生产，是减少涂层粘漆缺陷的关键。

参考文献

[1]肖佑国，祝福君.预涂金属卷材及涂料.北京：化学工业出版社[M]，2003：1.

[2]温乃盟，任玉苓，张星.家电用彩涂板表面压斑形成机理.腐蚀与防护[J]，2012：247-250.

[3]王季昌.丙烯酸树脂玻璃化温度（Tg）的设计和选择.中国涂料[J]，2008：52-56.