摘要:新世纪半个多世纪以来,为了更好地提高汽车的碰撞安全系数,塑料保险杠逐渐得到应用:近年来,为了更好地实现汽车的轻量化和汽车零部件原材料的可回收性(生态环保法规)需要回收,汽车零部件塑化的比例越来越高。塑料行业取得了快速发展的态势。各种橡胶制品以其质轻、耐腐蚀、易于生产加工等特点被广泛使用。简要详细介绍了汽车外饰塑料件喷涂的目的、加工工艺和油漆质量。执行了与常见故障模式的审查和分析相关的新项目。
关键词:汽车外饰;塑料件涂装;质量评价;
引言
现阶段,一辆汽车的塑料件使用量已达到200kg左右,在日系车中占整车质量的比重30%—40%。外塑件也从保险杠扩展到后镜壳、门把手、后翼子板、侧裙防雨罩、水箱格栅、车牌防雨罩、防刮条、轮毂盖等。当前,在汽车涂装生产中,自动喷涂系统的应用已成为衡量涂装生产线工艺水平高低的重要因素,自动静电喷涂机是广泛采用的自动喷涂系统之一,其工艺参数的设置直接影响车身涂装质量。所以成为当下一种流行的喷涂方式。在国外一些大型
汽车公司的新车设计方案中,汽车引擎盖、行李箱盖、挡泥板等零部件也使用了塑料材料,塑料化的发展非常显着。用于汽车外饰件的塑料有多种类型,例如PP、ABS、PA和GFP。常见的表面处理方法有模具着、喷漆、装饰设计保护亮镀(镀铬)等,下面就外部塑料件涂料的作用规定、涂装工艺、新的质量评价项目和常见的失效模式进行讨论。半个多世纪以来,塑料工业取得了突飞猛进的发展,各类工程塑料以其质轻、耐腐蚀、易加工成型等特点而被广泛地应用。自23世纪93年代起,为了提高汽车的碰冲安全性:开始使用塑料保险杠;近年来,为了满足汽车轻量化以及汽车零部件材料可回收(环境保护要求可循环利用)的需要,汽车零部件塑料化的比例越来越大,目前一辆车的塑料件用量已达到233;/左右,在日本汽车中则占到了整车质量的?3=。外饰塑料件也从保险杠扩大到后视镜壳、门把手、扰流板、侧裙护板、水箱格栅、牌照灯护板、防擦条、轮毂罩等。在国外一些大汽车公司的新车设计中,发动机罩、行李箱盖、翼子板等部件也采用塑料材质,塑料化趋势很明显。汽车外饰件塑料种类有’’、@AB、’@、C,’等几种。常见的表面处理方式有模压上、喷涂涂料、装饰防护性亮镀(铬)等,而在塑料表面喷涂一层或多层涂料的工艺应用最多。下面就外饰塑料件涂料的功能要求、涂装工艺、质量评价项目以及常见的失效模式等进行探讨。
1汽车外饰塑料件涂装的目的
尽管塑料件本身不会生锈,具有耐腐蚀性和一定的装饰性,但在塑料件上喷涂合适的涂料,仍可以延长使用寿命、提高相关性能,总的来说塑料件涂装的目的主要有以下几个方面:装饰作用:达到外观高光泽、与车身同或异等高装饰性效果达到高光外观、与车身同或异、装饰艺术的实际效果;保护作用:提高塑料件的耐紫外线、耐溶剂、耐化学品、耐光老化等性能提高塑件的抗紫外线、耐洗、耐化学品、抗老化性能;特种功能:通过涂装耐划伤涂料,提高零件表面的抗划伤性能等。根据喷涂防刮涂层,提高零件表层的防刮性能。虽然塑料件不易生锈,但具有耐腐蚀性和一定的装饰艺术性,但在塑料件上喷涂合适的涂层仍然可以增加使用寿命并提高相关性能。
2典型的涂装工艺
2.1三喷两烘(3C2B)工艺(应用于溶剂型涂料)
工件上件、前处理、预脱脂、脱脂、一次水洗、二次水洗、新鲜DI水洗、吹水、水分烘干、强冷、自然冷却、火焰处理、上遮蔽、手工除静电/检查、自动除静电、喷底漆、底漆
流平、底漆烘干、强冷、自然冷却、底漆检查打磨、除静电、喷底漆(BC)、面漆流平、喷罩光漆(CC)、流平、面漆烘干、强冷、自然冷却、成品检查下件、不合格品返修。
汽车引擎盖2.2⑵三喷一烘(3C1B)工艺(应用于溶剂型涂料和水性涂料)
工件上件、前处理、预脱脂、脱脂、一次水洗、二次水洗、新鲜DI水洗、吹水、水分烘干、强冷、自然冷却、火焰处理、上遮蔽、手工除静电/检查、自动除静电、喷底漆、底漆流平、喷底漆(BC)、面漆流平、喷罩光漆(CC)、流平、面漆烘干、强冷、自然冷却、成品检查下件、不合格品返修。
2.3工序作用
①脱脂:脱脂的主要目的是除去塑料件表面的油污、脱模剂等,主要依靠脱脂剂的浸润、分散及乳化作用达到除去油污的效果,去除界面阻力,提高附着力。一般采用环形压力喷洗。②水洗及表面活化:脱脂后一般要经过4道水洗,主要目的是洗净工件表面残留的脱脂液、颗粒杂质和有害离子,并活化表面。一般前2道水洗为工业水喷洗,后2道为纯水洗。
③吹水:吹水工序是在前处理后,通过风嘴用压缩空气吹净工件表面和边角夹缝中的水珠。④水分烘干及强冷:吹水后经过一段时间的沥水,工件进入水分烘干室烘干。考虑到塑料件的耐热性能,烘干温度一般控制在60~70℃,烘干时间为15~20min。⑤火焰处理:火焰处理技术即使用高温火焰对塑料件板材进行高温加热处理,消除表面层的油污和脱模剂,选择性地除去低分子物及表面各种非晶成分,使表面粗燥化,具有多孔性,从而提高涂膜的附着力。可用煤气或乙炔气和氧气的氧化焰,其中煤气氧化焰的处理温度一般为1000~2800℃。为了避免工件被烤变形,应使火焰烘烤时间限定在最小限度(约10s以下),烘烤后立即冷却。⑥底漆、面漆喷涂:底漆喷涂底漆喷涂方式有手工喷涂和自动喷涂2种。底漆喷涂后,湿漆膜中含有大量有机溶剂,若直接进入烘干室中烘烤,就会因溶剂挥发过快而使涂膜表面出现针孔、气泡等缺陷。在晾干过程中,伴随着溶剂的挥发,油漆得以充分流平、展开,晾干时间、风速对流平效果影响较大,易产生流平不良、橘皮等漆膜缺陷。目前使用的底漆有2种:快干型和普通型。快干型可自干,而普通型施工后其自身不能自然快速固化,需要采取加热固化方法,目的是缩短涂料烘干时间和提高涂层性能,同时要考虑到塑料件自身耐热性能及易变形的特点,烘干温度不宜过高,一般控制在80℃左右,工艺时间一般为20~30min。底漆表面或多或少存在油漆缺陷,为了给下道工序提供
良好的油漆涂层表面,有必要对底漆件的表面进行打磨处理。面漆采用湿喷湿工艺,先喷底漆再喷清漆,底漆采用单组分油漆,漆喷涂厚度因油漆品种不同而不同,金属漆一般为12~18μm,素漆一般为25~35μm。面漆晾干工艺要求同底漆晾干一样,烘干工艺参数:工艺温度控制在(80±5)℃,工艺时间控制在25~35min。部分面漆表面存在一些缺陷,需通过打磨抛光消除缺陷。不合格件若缺陷较小,可通过点修补消除,若缺陷较大且难处理,必须送到底漆打磨上大线返修。
3.汽车外饰塑料件涂料质量评价
应用塑料涂料作为装饰设计和维护的原材料必须结合被涂塑料材料的性能要求,与板材很好地结合,并与板材融为一体,才能得到充分利用。因此,对塑件涂层质量的评价分为以下几个等级。
3.1原材料理化性能
新项目的重点评价有固含量(原车漆固含量和工程施工固含量)、粘度(原车漆粘度和工程施工粘度)、稀释剂比例、储存可靠性、相对密度、粒径、开闪等待。其中,固含量、
粘度和储存可靠性指标值直接反映涂料的成本、施工和储存性能。第一,固含量:即原料中不挥发的含量,反映涂料中关键的破乳化学物质。测量方法:将少量试件置于干燥且准确称重的容器中,使试件在容器底部均匀涂上清漆,在规定温度下烘干称重,测定其质量和质量。试件质量的比值。第二,粘度:是涂料原料的关键化学成分之一。在油漆工程施工的整个过程中,粘度太高,施工困难,损害漆膜外观:如果粘度太低,很容易造成失光、不均匀等问题。因此,有必要检测和控制粘度。在施工的特殊自然环境下,需要将喷漆调整到合适的粘度。涂料粘度的检测标准有很多,但现阶段比较常用和方便的方法是用出料杯测量出料时间来表示原料的粘度。实际见GB/T6753.4-1998等规范。对粘度评论的误解:以往的评论中,低粘度涂料固含量低,但实际上,随着涂料技术和环保法规的发展,高固、低粘度涂料也是一种发展。
3.2施工性能
工程施工性能是涂料在施工全过程中应具备的性能。主要表现在施工全过程的施工方法、施工条件和涂装条件。其质量的关键在于施工难度。在这个层面上,喷涂的高效率和成本立即受到影响。因此,对涂料施工性能的评价变得越来越关键。现阶段大部分工程施工性
能指标值是根据涂装工艺的具体情况设定的,重点考察以下几个新建项目。(1)遮盖力:指清漆覆盖其底的能力,这与清漆厚度的操纵直接相关。同时,根据喷漆料的配比,一般来说,乳白、浅黄、亮红等油漆附着力较弱,大部分在30μm以上(浅灰),有的在60μm以上(浅灰)。施工现场应涂刷至能覆盖底的厚度。有时在加工技术上是不可行的。如果达不到掩蔽水平,就无法保证调的一致性,从而导致油漆附着力的好坏,对于差的控制是非常有影响。现阶段对清漆涂料附着力的检测大多采用浅灰纸测量法。覆盖浅灰时的漆膜厚度表示油漆附着力。也是衡量工程在施工状态下对面漆的附着力,必须努力满足加工工艺质量的要求。如对于外观的要求,底漆的厚度要在20—30μm;单面漆的厚度要在15—25μm;金属面漆厚度需要在15—25μm;清漆厚度25—35μm;总厚度70—90μm;返工厚度需要不能超过180μm。(2)流挂和针孔极限:关键观察是在自然环境标准下,所有工程施工粘度正常的油漆都喷涂在垂直面上,受力影响。当湿膜厚度达到一定程度时,部分湿膜表层会在未干之前滴落。造成失光(针孔)时匹配漆膜的厚度,表明了涂层失光(针孔)或抗流挂(针孔)性能的极限。控制这种性能对于塑料清漆的工程结构至关重要。
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