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车塑料零部件涂装工艺及性能评价

发布时间:2010年09月03日 00:00 作者:佚名 来源:客车网[www.chinabuses.com]

   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应用。20世纪60年代,为提高汽车的碰撞安全性,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200kg左右,日本汽车则占到了整车质量的30%~40%。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(见图1)。也有报导:在国外一些大汽车公司的新车设计中,发动机罩、行李箱盖、叶子板等部件也有采用塑料件,塑料化趋势很明显。

     
   汽车外饰使用较多的塑料种类有:PP、ABS、PA、GFP等几种。常见的表面处理方式有:模压上色、喷涂油漆、装饰防护性亮镀(铬)等,而在塑料表面喷涂一层或多层油漆的工艺应用最多。下面将就塑料件油漆的功能要求、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,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3方面:(1)装饰作用:达到外观高光泽、与车身同色或异色等高装饰性效果;(2)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;(3)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。  


   2典型塑料件涂装工艺


  
   目前,国内的大部分汽车塑料件涂装线采用的都是手工喷涂,涂层结构大多为“底漆+色漆+清漆”三涂层体系,如保险杠等;也有对于ABS等表面能高的材料直接喷涂色漆+清漆的两涂层结构,如后视镜罩等。典型的塑料件涂装工艺流程如下:前处理(除油、除脱模剂、清洗等)→喷底漆(1K底漆晾干或2K底漆烘干)→喷色漆→喷清漆(2K清漆)→烘干→面漆修饰→交检。


  
   根据不同塑料材料的特性,塑料件涂装存在以下工艺难点:

  
   (1)塑料底材的表面能低,影响漆膜的附着力;

  
   (2)塑料的热变形温度低,涂料干燥固化加热温度受限制;

  
   (3)塑料注塑成型时使用的脱模剂等污染物不易清洗干净,造成缩孔等漆膜弊病,甚至不成膜,影响附着力等;

  
   (4)手工喷涂的不稳定性,膜厚及色差控制存在一定困难。


  
   一般来说,ABS材料的表面能高,涂装附着力比较好,但其耐热性能差,烘干温度较低;而PP材料由于表面能低,相对不易涂装。所以使用何种油漆,需根据基材材料的种类针对性选择。


  
   3塑料件油漆质量评价


  
   塑料件油漆作为装饰保护材料使用,其本身是半成品,必须适应被涂物塑料的材质性能要求,良好附着于基材,与之结合成为一体,才能发挥作用。


  
   因此,塑料件油漆质量的评价分为以下几个方面。


  
   3.1原材料理化性能


  
   主要评价项目有:黏度、稀释比例、固体分、密度、细度、贮存稳定性、闪点等。其中,固体分、黏度、贮存稳定性指标直接体现油漆材料的施工、成本及贮存性能。

  
   (1)固体分:将少量试样置于干燥及准确称量的器皿内,使试样均匀流布于器皿的底部,在规定的温度下经烘干后,恒质量、称量,计算剩余物质量与试样质量的比值。

  
   (2)黏度:目前比较常用也很方便的一种方法是使用流出杯测定流出时间来表示材料的黏度,具体见GB/T6753.4—1998标准。

  
   (3)贮存稳定性:一般采用在自然条件或人工加速条件下贮存,测定相关性能变化。

  
   3.2施工性能


  
   施工性能是油漆在施工过程中应具备的性能,表现为施工方式、施工条件以及施工过程中的油漆表现等方面情况,其优劣主要反映在施工的难易程度上。施工性能会影响涂装效率及成本,故油漆的施工性能评价越来越重要。目前,油漆的施工性能指标基本都是根据涂装工艺的实际情况而设定。


  
   (1)遮盖力:指色漆遮盖其底色的能力,它直接关系着色漆厚度的控制。一般来说白色、黄色、红色等面漆遮盖力较差,基本上在30μm(黑白格)以上,更有一些在60μm(黑白格)以上。施工中喷涂至其能够遮盖底色时的厚度有时在工艺上不可行,如达不到其遮盖水平,颜色一致性将难保证,故遮盖力的高与低对色差的控制有很大的影响。目前,对色漆遮盖力的测试,基本上使用黑白格纸测定法,以其遮盖住黑白格时的膜厚表示遮盖力,也有在底漆上测定施工情况下的工程遮盖力,应满足工艺质量的要求。
 


   (2)流挂极限、针孔极限:在标准环境条件下产生流挂(针孔)时对应的漆膜厚度,即表示该油漆的流挂(针孔)极限或抗流挂(针孔)性能。该性能控制对塑料件清漆的施工尤为重要。

 

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