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嘉峪檢測網 2025-03-15 13:35
1．描述（Description）
根據GB/T 5206-2015《色漆和清漆 術語和定義》定義，針孔是指漆膜或單涂層中存在著類似于用針刺形成的小孔。針孔（如圖1所示）是涂料施工后在涂層表面出現的一種缺陷，其形狀如同針狀的小孔，直徑一般比較小，一般在0.05~1 mm左右，從微觀角度看，有些小孔可以貫穿整個涂層。在外觀上，針孔會使涂層表面呈現出密密麻麻的小點，類似于皮膚上的毛孔，嚴重影響涂層的美觀度。而且針孔的存在會降低涂層的防護性能，例如在防腐蝕涂層中，針孔可能會讓腐蝕性介質（如水分、化學物質等）滲透到涂層下方的基體材料，從而導致基體生銹或被腐蝕。
針孔缺陷產生最主要的原因是，在涂料干燥過程中，由于環境溫度過高、溶劑揮發過快、涂料過厚等因素，導致涂層表面迅速干燥形成硬膜。而此時涂料內部的溶劑和氣體還未來得及逸出，就被已經干燥的硬膜封鎖在涂層內。一段時間的積累后，這些還未來得及揮發出去的溶劑和氣體就會在涂層內形成氣泡。好比給一個氣球不斷充氣，當氣球的承受能力（類似于涂層的表面張力）無法承受內部氣體的壓力時，氣球就會破裂。因此，當氣體的壓力超過硬膜的承受極限后，氣泡就會破裂，從而留下針孔。此外，其他可能導致涂料內部產生氣泡的因素都可能是涂料產生針孔缺陷的原因。
圖1 涂料表面針孔缺陷圖
2．可能原因（Probable Causes）:
a. 溶劑揮發過快：涂料中的溶劑在干燥過程中起著重要的作用，在高溫、低濕度和強通風的環境下施工溶劑型涂料，溶劑很容易快速揮發，從而產生針孔。正如前文所述，這主要是因為，當溶劑揮發速度太快時，涂層表面的溶劑迅速揮發，導致涂層表面迅速干燥形成一層硬殼，而此時內部的溶劑還來不及擴散到表面就被封閉在涂層中。內部溶劑揮發產生的氣體無法通過已經干燥的表面硬殼排出，隨著氣體的不斷積聚，其壓力會不斷增大。當氣體壓力超過涂層的表面張力時，就會沖破涂層表面，形成針孔；
b. 涂料質量問題：如果涂料中的成分比例不當，比如顏填料含量過高，會導致涂料的透氣性變差。在干燥過程中，溶劑或反應產生的氣體無法順利排出，就會形成針孔。此外，涂料在生產過程中如果混入了雜質，如灰塵、纖維等微小顆粒，這些雜質由于成核理論①會成為氣泡的核心，在涂料干燥時，氣泡破裂后就會留下針孔；
c. 施工工藝問題：施工前，如果攪拌速度過快或者攪拌時間過長，會使涂料中混入大量空氣，形成氣泡，這些氣泡在涂料施工后沒有完全逸出，就會在干燥后形成針孔；施工時，噴槍的噴嘴堵塞或者噴槍壓力不均勻，會導致涂料噴出時不均勻，部分涂料可能會以大液滴的形式噴出，這些大液滴在表面干燥后，內部的溶劑揮發也會形成針孔；施工后，如果涂層過厚，溶劑揮發產生的氣體在涂層內部積聚的壓力就會增大，當氣體的壓力超過涂層的表面張力時，就會沖破涂層形成針孔。例如，在一次噴涂過厚的情況下，很容易出現這種問題。
3．預防措施（Prevention）:
a. 控制施工環境：盡量避免在高溫、低濕度的環境下施工溶劑型涂料。如果無法避免，可以通過增加環境濕度（如使用加濕器）或者選擇合適的慢干溶劑來調整涂料的干燥速度；此外要保證施工場所的通風良好，但避免強風直吹涂裝表面。良好的通風可以使溶劑揮發產生的氣體及時排出，但強風會加速溶劑揮發，導致針孔；
b. 優化涂料配方和質量控制：涂料生產廠家應該嚴格控制涂料的配方，確保各成分比例合理。在生產過程中，要加強質量檢測，防止雜質混入涂料。例如，通過過濾等手段去除涂料中的固體雜質；
c. 施工工藝優化：在攪拌涂料時，應該使用合適的攪拌工具和速度。一般建議采用低速攪拌，并且攪拌時間要適中，以減少空氣混入涂料。在攪拌后，還可以讓涂料靜置一段時間，使混入的空氣自然逸出；定期檢查和維護施工設備，如噴槍。確保噴槍的噴嘴暢通，壓力均勻。在施工前，可以先在試板上進行噴涂測試，檢查噴涂效果是否良好；按照涂料產品說明書的要求，合理控制每層涂層的厚度。一般可以采用多次薄涂的方法來代替一次厚涂。例如，對于一些需要厚涂的涂層，每次噴涂厚度控制在規定范圍內，等前一層涂層充分干燥后再進行下一層的噴涂。
4．修復方法（Repair）:
與大部分涂料表面缺陷類似，輕度涂料針孔缺陷可通過打磨處理，需特別注意打磨范圍要稍大于針孔區域，以確保后續修補的涂層能夠良好附著，同時要打磨到針孔完全消失。不可接受的重度針孔涂料缺陷需要噴砂后重新施工。
5．專業名詞解析（Interpretation of professional terms）:
① 成核理論——異相成核
在絕大多數實際情況中，氣泡都是通過異相成核產生的。異相成核是指在液體中存在固體雜質、微小顆粒或者容器壁表面的不平整處等作為核心，氣體分子聚集在這些核心周圍形成氣泡。在涂料中，如果有灰塵顆粒、未溶解的顏料顆粒等雜質，氣體（如溶劑揮發產生的氣體或者攪拌過程中混入的空氣）就會以這些雜質為核心開始聚集。這是因為雜質的存在降低了氣泡形成所需的能量壁壘。從能量角度看，純凈的液體要形成氣泡，需要克服較大的表面能，就像在一片平坦的、沒有任何支撐的區域搭建一個帳篷，而有了雜質作為核心，就給氣體分子提供了一個初始的氣—液界面，相當于在這片平坦的區域給了一個支架，帳篷自然也就更容易搭建。
當然，均相成核也是存在的，不過這種情況通常需要比較極端的條件，例如，在高度過飽和的溶液中，當溶質的溶解度過高，超過了溶液所能容納的極限時，溶質會以氣體的形式逸出，在沒有雜質等核心的情況下，氣體分子通過自身的聚集來形成氣泡。在涂料中幾乎不存在均相成核，因為涂料很難達到高度過飽和狀態，并且涂料體系中通常會存在各種雜質作為氣泡形成的核心。
來源：涂料工業
