一个涂料产品返粗的漫长改进历程

2022-09-27 09:29:54

如果朋友们问我,

改进什么涂料产品历时最长?

什么原因久治不愈?

最后用的什么办法?


记忆犹新,就是某个涂料产品返粗的质量问题。

它的最终改进时间是2011年初,而开发上市时间是2001年前后,历时十年!好像我唯一能释怀的,就是那个最初的配方设计师,不经意地给我设置了一个陷阱。

很多客户对此产品寄予厚望,销售部门也同样,技术部门时常推荐,高固体份、高丰满度、高硬度、高透明度、环保产品、稀释剂不含三苯,还有一个重要特性,作为 PU透明面漆,它比普通产品易于抛光,而华东某些区域的漆工们,又有这样的施工习惯。所以,市场前景不错,但……,一个致命的缺陷,偶尔返粗,伴随十年,等我们把它解决了,却发现,这个抛光的需求已不存在了,真是遗憾!

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我在2003年初接手这个产品,开始不是投诉返粗,而是贮存漆液易变颜色,测试结果表明是所用的二氧化硅消光粉经过表面有机蜡处理而导致,所以更换了另一只未经蜡处理的二氧化硅消光粉。问题好解决。

接下来,投诉返粗了,施工时满板粗粒,查品控部门该批次留样,属实。其它同类配方为何没有这种现象?分析下来,原来是流变助剂和分散助剂的量相对少,因为固体份高,粘度高,不担心防沉淀问题。好吧,补足……

接着投诉,返粗!有同事建议,可能是车间研磨防沉浆时不够精细,半制品贮存期限长,而致干结,好吧,加强控制!

问题继续,返粗!卷土重来!!应是哑粉未经表面处理,含水率高,导致絮凝、返粗……有道理,换回原来的蜡表面处理消光粉,利用其它的方法,改进贮存变色性。长舒一口气。

又来了!返粗!!!

没做再现性实验么?凭什么说改进,能否再现?不是没做过,是模拟不出怎样做才会返粗。比如,直接往漆中加少量水,不返粗。分散不良,就算是低速搅拌到细度合格,还是观察不到返粗。


最终,把近几年的投诉记录全找出来分析,发现了线索,并通过了再现性实验,验证改进完成。我在2011年解决时,做了如下记录,

返粗改进:对原方和改方同时进行的“高温50℃,再低温5℃”贮存稳定性试验已完成,50℃*1月二者均正常,但转入5℃贮存试验后,改方细度一直正常,而原方在两个星期后返粗至60μm,证明我们找到了根源,配方返粗得到彻底改进。

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病根在哪?


因为,为了改善产品抛光性,化学师在开发新产品配方时,加入约1%经过砂磨机研磨的硬脂酸锌。而这个打磨助剂如果在夏季高温、研磨过度(车间为满足细度要求二次研磨)导致温度更高,双重条件下,会部分溶解于溶剂中,成品经过几个月的贮存期后,遇冬季低温时,溶解于漆液中的成份会慢慢析出结晶,而致返粗。


返粗一般发生在冬季,改进会接着进行,而工艺温度低,达不到返粗的条件。且常规的50℃贮存和隔几个小时的冷热循环试验,两种方法对验证返粗是否消除也是无效的。这是历次改进未见成效之原因。

营业部门反馈当时的抛光需求已不存在,所以解决的办法就是在配方中去掉仅为改善抛光性的硬脂酸锌。而如何改进硬脂酸锌研磨浆,如控制研磨浆的工艺温度、更换另外种类不易溶解的硬脂酸锌、或降低溶剂的溶解力等研究工作已无必要。

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如果早些知道有机颜料有再结晶的特性,应不会犯错多时。见涂料家:〈颜料的质量要求:不溶性,及其不合格的影响及解决方案〉中“再结晶”一段,“在研磨阶段会产生热量,使一部分颜料溶解。……可是过了一段时间后溶解的颜料开始沉淀出来……”。虽然硬脂酸锌类不属有机颜料 ,但可以类比,以建立一个返粗机理模型,那对设计改进方案及再现性实验模型是非常重要的。



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