0 引言

粉末涂装缩孔缺陷在不同企业或在同一企业不同时间的多次出现都有特定的原因[1-2]。由于粉末涂装的特殊性，在固化前缩孔不会表现出来，所以每次缩孔大都以批量的方式产生很多次品甚至废品。这些现场的实际状况，可以称作是一个个的案例。造成缩孔的原因是粉末熔化温度下污染物的表面张力低于熔融粉末的表面张力，这是被普遍认可的理论依据。但污染物来源广泛，污染途径不同，可以从底材、粉末、外部产生。因此，分析每一次产生缩孔的原因，并准确找到造成缩孔的物质，积累起一个实用的案例手册很有必要，它可以帮助涂装工程师快速找到针对性极强的应对措施，减少次品或废品的损失。以下案例中的缩孔是粉末涂装过程的真实状况，对粉末涂装和液体涂装等容易产生缩孔的表面装饰工作具有参考价值。
 

1 出现缩孔的案例及其剖析

以下10 个案例大致按时间顺序编排，是笔者亲自经历并分析、解决的缩孔实例，具有十分明显的特征，列举如下，帮助认识、了解造成缩孔的物质及其污染途径。

1.1 悬链油的喷射产生缩孔

某冰箱厂，由于连接悬链加油槽的油管脱落，压缩空气将悬链油排出，并将后的少量悬链油雾化成可以漂浮的油滴，该油滴进入距离较近的喷涂系统。悬链油泄露期间喷涂的工件全是缩孔。该缩孔的明显特征是有油类进入未固化的粉末涂料层中，形成游离的低表面张力中心。用手指弹射柴油、汽油进入固化前粉末涂料层的方式可以重现此类缩孔缺陷，但弹在磷化膜上的柴油、汽油经粉末涂料覆盖却不会出现缩孔，将油类倒入粉末涂料中再喷涂也不出现缩孔。说明低表面张力中心的有无直接与缩孔出现与否相关。

1.2 喷淋式前处理磷化液中加入油漆稀料产生缩孔

某冰箱厂现场刷漆时，用磷化液桶盛装油漆稀料，职工误将稀料加入磷化液中，导致了批量缩孔的产生，更换磷化液后缩孔消失。底材上分散均匀的低表面活性物质不会出现缩孔，同样是因为不存在孤立的低表面张力中心。但溶剂在磷化液分布的不均匀性和喷淋系统造成的不均匀性导致了缩孔缺陷。

1.3 前处理磷化液中加入乳化剂造成缩孔

某暖气片厂家的槽式脱脂效果欠佳。前处理原料供应商单独提供乳化剂让厂家加到脱脂槽中以增强脱脂效果，因操作工理解原因，误将乳化剂加到了磷化液中，导致溶液聚集处缩孔严重。这种情况下，水溶性的表面活性剂没有分散均匀，且未能清洗干净，干燥后能看到管件焊接处有类似油没除干净的外观。同样是表面活性剂，在脱脂槽中因分散均匀，且容易清洗，所以正常生产中不会出现缩孔。

1.4 干燥设备异常造成缩孔

2003 年，用于压缩空气冷冻干燥的设备的压缩机损坏，在维修期间不能进行级的冷冻净化。期间出现连续的缩孔缺陷，清理后也能正常喷涂一定时间，但很快就会再次出现缩孔缺陷。此外，冷冻干燥机冷却风扇损坏、无热（或微热）再生吸附式干燥机工作异常，都出现过缩孔缺陷。纯净的水分无论何种形态都不会造成缩孔，但压缩空气中的水、油以混合态的乳浊液存在，油分是致缩孔物质。

1.5 粉末干扰出现缩孔

2003 年，在试用一家新的厂家的粉末原料后，换用原涂料涂装工件，结果出现大量细密的缩孔，缩孔直径1 mm 左右；而另一次应用一家粉末涂料对另一家涂料进行干扰性试验时出现大量直径达到近5 mm 的缩孔，而等比例混合喷涂时样板正常。粉末间的干扰是经常出现的情况。使用不同的树脂、不同的流平剂或其他助剂，每一粒粉末都可能成为一个低表面张力中心造成缩孔，而表面张力大的残留粉末不会影响表面张力小的粉末涂层。如能获得每种粉末熔融时的张力数据，可以避免粉末间的干扰。直接在本底粉末中加入极少量待试粉末（1%以下）能直观查验是否存在干扰。粉末间干扰程度的轻重，决定现场需要清理的干净程度，对于难于清理的滤芯等，只有更换新的，以达到杜绝缩孔的目的。

1.6 喷枪枪体中的粉末造成缩孔

由于静电喷粉枪内粉管磨损，枪体内积满以前的粉末（低光泽粉末），在更换该磨损粉管时将粉末吹出，回收设备开启。重新喷涂时（高光泽粉末）发现大量缩孔，大直径约3 mm，部分缩孔较小而浅。此次缺陷是清理喷枪的动作造成积存粉末（致缩孔物质）的分散，异种粉末造成缩孔，并非喷枪粉管本身造成。该缩孔给人的错觉是喷枪造成的，实际仍然是粉末之间的严重干扰，根本还是存留粉末作为低表面张力中心，每一个粉末颗粒都会造成一个缩孔。所不同的是根据粉末颗粒的大小和居于粉末涂料的位置不同表现出不同形态的缩孔：大与小、深与浅、多与少。

1.7 前处理脱脂液中的消泡剂

2009 年出现过一次缩孔缺陷，在试验一种常温脱脂剂时，从脱脂溶液中析出了消泡剂，消泡剂是表面张力低于乳化剂的物质。经该槽溶液处理的所有工件均出现大量缩孔。有连片出现的情况，大的缩孔直径达到5 mm 以上。试验发现造成该类缩孔的物质难溶于冷水、热水、酒精、丙酮中。起初配槽时消泡剂没有析出，处理的工件正常。而相同的脱脂剂产品在另一企业的喷淋式前处理生产线上并没有表现缩孔缺陷。再一次验证了即便是相同的原料，也会产生不同的结果：喷淋方式从液面下抽取溶液，飘浮的消泡剂无法到达工件；槽浸式处理工件均要穿过飘浮的消泡剂，每一个消泡剂颗粒成了一个低表面张力中心，造成缩孔。而同样是消泡剂，当用量减少时（第2 次试用常温脱脂），洗出的工件没有了缩孔，却在固化涂层上出现了水印缺陷。该问题又说明涂装缺陷的复杂和神秘，需要经验的积累才能克服。

1.8 喷漆造成缩孔

喷涂生产线上的工件输送经过正在喷漆的大门，结果该段出现了缩孔。试验发现，喷涂的油漆稀料是造成缩孔的原因。此处稀料的影响与1.2 案例影响的途径不同：前者在基材的磷化膜上，后者是直接影响到未固化的粉末涂料表面。

1.9 前处理除油不产生缩孔

2010 年8 月，喷涂后的部分品种工件出现缩孔，而其他品种正常，显然不是粉末干扰，也不是前处理原料造成。观察磷化后的工件发现磷化膜上有多处圆形的油状痕迹，正是该油状痕迹造成露底的缩孔。用高温烘烤，油状痕迹会变干，将不会出现缩孔。该油状痕迹与手指弹射到磷化膜表面的柴油、汽油痕迹不同，后者不会产生缩孔；压缩空气中的油水混合物喷射到磷化膜表面也不产生缩孔。证明缩孔缺陷出现的复杂性。该案例中的除油不净，是钢板上的油脂本身所造成。也有观点认为是脱脂剂本身脱脂能力不强所致。这是一个问题的两个方面，都不错。关键是钢板厂家不是随意能够更换的，且钢板上的油脂问题隐藏得更深。

1.10 攻丝油造成缩孔

2011 年3 月，连续出现的两次缩孔缺陷有些意外，好在第二次出现时就找到原因并解决了。在没有更换粉末厂家、以及其他均正常的情况下，前天下午下班工件正常，也没有添加新的粉末，经过一个晚上，第二天上午出现了批量的缩孔；停了几天以后，相同的情况又发生了一次。该次缩孔用人为破坏解释听起来合乎逻辑。但仔细观察发现，有一种工件的焊合组件中有几个带有丝孔的部件，部件周围出现涂层不能覆盖的区域，认定是攻丝油渗出造成，喷涂后被攻丝油污染的粉末落到回收设备中，出现了表面张力低的核心，从而产生缩孔缺陷。此前也是应用同一类型的攻丝油（普通食用油），没有产生过问题，为何这次就不行了呢？原来该批攻丝部件为春节前所生产，经过春节长假后变得黏稠，前处理未能脱脂干净，甚至经脱脂后又回归了流质的特性，使得具有丝孔的部件周围仍留有油类，粉末固化后不能覆盖。将剩余部件用气焊火焰高温烧灼后，油脂基本燃烧，再经行焊合后、脱脂、喷涂后，此类缺陷没有出现。可以看出，新鲜的工件没有问题，但长期搁置的工件出现了问题；油脂半干的出现了问题，而灼烧的没有问题；本应起除油作用的脱脂剂，反倒将半干的油脂变成更易流动的状态；在工件内部丝孔组件油脂周围是涂层不能覆盖的，回收的粉末喷到外观面上是缩孔缺陷。再次证明缩孔缺陷出现的复杂性非同一般。
 

2 缩孔问题原因自查

人：有无误操作？指前处理加料错误、不同粉末混用等。

机：压缩空气干燥、净化设备工作正常吗？及时修理可以减少隐患。

料：使用的粉末涂料更换了吗？包括更换了供应厂家、同一供应厂家更换了配方、使用的原料来源更换了等。前处理材料更换了吗？可能使用了不同的辅助材料。钢板材料厂家更换了吗？不同厂家可能使用不同的防锈油，防锈油用量不尽相同。

法：检查钢板表面异常吗？磷化后的油状痕迹表示脱脂不。不同的处理方法如搁置、烘烤、灼烧等能产生不同的效果。

环：温度、湿度剧烈变化了吗？高温下压缩空气冷干系统可能能力不足。附近有其他工作吗？如喷漆、洗涤的雾状颗粒飘散导致缩孔，大风天气将造成颗粒和毛絮装缺陷增多。
 

3 结语

从以上列举的缩孔实例，可以看出粉末涂装出现缩孔的复杂因素，基本涵盖了人、机、料、法、环等方面。将这些复杂因素的影响本质进一步总结，即为：在未固化的粉末层存在有固化温度下（180 ~ 200 ℃）低于涂层表面张力的异常物质，该较低的表面张力使局部的涂层难于完成交联形成连续涂膜，产生缩孔缺陷。通过案例分析可知，出现缩孔的原因很多，但某一次现场出现缩孔的原因一般只有一个，且产生缩孔的本质均是低表面张力核心的存在。当现场出现缩孔缺陷时，可以使用排除法，逐一对照案例，快速找到某一种原因。对缩孔问题，只要找到了原因，杜绝缺陷往往不难实现。