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一個涂料產品返粗的漫長改進歷程

2022-09-27 09:29:54

如果朋友們問我,

改進什么涂料產品歷時最長?

什么原因久治不愈?

最后用的什么辦法?


記憶猶新,就是某個涂料產品返粗的質量問題。

它的最終改進時間是2011年初,而開發上市時間是2001年前后,歷時十年!好像我唯一能釋懷的,就是那個最初的配方設計師,不經意地給我設置了一個陷阱。

很多客戶對此產品寄予厚望,銷售部門也同樣,技術部門時常推薦,高固體份、高豐滿度、高硬度、高透明度、環保產品、稀釋劑不含三苯,還有一個重要特性,作為 PU透明面漆,它比普通產品易于拋光,而華東某些區域的漆工們,又有這樣的施工習慣。所以,市場前景不錯,但……,一個致命的缺陷,偶爾返粗,伴隨十年,等我們把它解決了,卻發現,這個拋光的需求已不存在了,真是遺憾!

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我在2003年初接手這個產品,開始不是投訴返粗,而是貯存漆液易變顏色,測試結果表明是所用的二氧化硅消光粉經過表面有機蠟處理而導致,所以更換了另一只未經蠟處理的二氧化硅消光粉。問題好解決。

接下來,投訴返粗了,施工時滿板粗粒,查品控部門該批次留樣,屬實。其它同類配方為何沒有這種現象?分析下來,原來是流變助劑和分散助劑的量相對少,因為固體份高,粘度高,不擔心防沉淀問題。好吧,補足……

接著投訴,返粗!有同事建議,可能是車間研磨防沉漿時不夠精細,半制品貯存期限長,而致干結,好吧,加強控制!

問題繼續,返粗!卷土重來??!應是啞粉未經表面處理,含水率高,導致絮凝、返粗……有道理,換回原來的蠟表面處理消光粉,利用其它的方法,改進貯存變色性。長舒一口氣。

又來了!返粗?。?!

沒做再現性實驗么?憑什么說改進,能否再現?不是沒做過,是模擬不出怎樣做才會返粗。比如,直接往漆中加少量水,不返粗。分散不良,就算是低速攪拌到細度合格,還是觀察不到返粗。


最終,把近幾年的投訴記錄全找出來分析,發現了線索,并通過了再現性實驗,驗證改進完成。我在2011年解決時,做了如下記錄,

返粗改進:對原方和改方同時進行的“高溫50℃,再低溫5℃”貯存穩定性試驗已完成,50℃*1月二者均正常,但轉入5℃貯存試驗后,改方細度一直正常,而原方在兩個星期后返粗至60μm,證明我們找到了根源,配方返粗得到徹底改進。

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病根在哪?


因為,為了改善產品拋光性,化學師在開發新產品配方時,加入約1%經過砂磨機研磨的硬脂酸鋅。而這個打磨助劑如果在夏季高溫、研磨過度(車間為滿足細度要求二次研磨)導致溫度更高,雙重條件下,會部分溶解于溶劑中,成品經過幾個月的貯存期后,遇冬季低溫時,溶解于漆液中的成份會慢慢析出結晶,而致返粗。


返粗一般發生在冬季,改進會接著進行,而工藝溫度低,達不到返粗的條件。且常規的50℃貯存和隔幾個小時的冷熱循環試驗,兩種方法對驗證返粗是否消除也是無效的。這是歷次改進未見成效之原因。

營業部門反饋當時的拋光需求已不存在,所以解決的辦法就是在配方中去掉僅為改善拋光性的硬脂酸鋅。而如何改進硬脂酸鋅研磨漿,如控制研磨漿的工藝溫度、更換另外種類不易溶解的硬脂酸鋅、或降低溶劑的溶解力等研究工作已無必要。

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如果早些知道有機顏料有再結晶的特性,應不會犯錯多時。見涂料家:〈顏料的質量要求:不溶性,及其不合格的影響及解決方案〉中“再結晶”一段,“在研磨階段會產生熱量,使一部分顏料溶解?!墒沁^了一段時間后溶解的顏料開始沉淀出來……”。雖然硬脂酸鋅類不屬有機顏料 ,但可以類比,以建立一個返粗機理模型,那對設計改進方案及再現性實驗模型是非常重要的。



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