涂裝現(xiàn)場LASD水性可噴涂阻尼膠起泡分析與解決方法

黃偉 陳忠德 張揚

摘 要：文章介紹了LASD水性可噴涂阻尼膠施工過程中有起泡現(xiàn)象，通過查找真因制定解決方法。把頂棚整體膜厚降低，機器人噴速由500mm/s，提升至600mm，最薄的區(qū)域濕膜厚度1.375mm左右，厚的區(qū)域濕膜厚度1.875mm左右。之前重疊區(qū)域優(yōu)化后斷開，間距控制2-8mm。單條長度（62cm）優(yōu)化后斷開4塊，以及地板和立面優(yōu)化。同時廠家根據(jù)新批次LASD膠噴涂車頂棚狀態(tài)以及粘度情況，微調(diào)配方，把粘度降低來滿足現(xiàn)場機器人施工;其次配方里面的粒徑大小由原來<70um，變成80～100um之間，且均勻分布。

關(guān)鍵詞：可噴涂水性阻尼膠;起泡;缺陷分析

中圖分類號：U445.58+5 ?文獻標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）16-154-04

Abstract： The foaming phenomenon in the construction process of LASD water-borne sprayable damping adhesive was introduced， and the solution was worked out by finding the true cause. The overall film thickness of the ceiling was reduced， and the spray speed of the robot was increased from 500mm/s to 600mm. The thickness of the wet film in the thinest area was about 1.375mm， and that in the thick area was about 1.875mm. Before， the overlapping area was optimized and disconnected， and the spacing was controlled at 2-8mm. Single strip length （62cm） was optimized after disconnecting 4 blocks， as well as floor and facade optimization. At the same time， according to the new batch of LASD adhesive spraying vehicle roof state and viscosity， fine-tuning the formula to reduce the viscosity to meet the on-site robot construction; Secondly， the particle size in the formula changed from < 70um to between 80um and 100um with uniform distribution.

Keywords： Sprayable water-based damping adhesive; Foaming; Defect analysis

CLC NO.： U445.58+5 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）16-154-04

前言

LASD水性可噴涂阻尼膠（以下簡稱LASD膠）能有效消除車身震動產(chǎn)生的聲音、隔音、降噪、提高NVH性能。因其產(chǎn)生較低的VOCs，現(xiàn)目前正逐步應(yīng)用于汽車車身涂裝工藝中。

LASD分類為水性丙烯酸基LASD（acrylic based LASD）、液體聚合物型橡膠基LASD（rubber based LASD）和再生油熱固型LASD（thermoset LASD）。其中R.LASD和T.LASD都是免溶劑、固化物含量100%;A.LASD固化物含量大于80%。LASD膠除了有良好的附著力外，同時也需要有良好的施工性能。

1 起泡現(xiàn)象

2019年8月30日，發(fā)現(xiàn)當(dāng)日生產(chǎn)的VF11車頂棚L(fēng)ASD材料（TEROSON AL 7173）烘烤后，出現(xiàn)起泡、脫落現(xiàn)象。經(jīng)過排查，在此之前未出現(xiàn)過此類質(zhì)量問題。第二天，起泡和脫落的現(xiàn)象仍在持續(xù)，頻繁出現(xiàn)。出現(xiàn)的起泡大小不一，脫落程度情況輕重不一（如圖1）。缺陷主要集中在頂蓋區(qū)域。

涂LASD膠生產(chǎn)工藝路線為：

前處理電泳→電泳檢查→涂車身粗細密封→上遮蔽→涂底盤焊縫密封膠→涂底盤抗石擊涂料→卸遮蔽→涂LASD膠→烘干→電泳打磨→面漆→烘干→精飾修補

生產(chǎn)主線采用3C1B工藝。

2 原因調(diào)查

LASD膠烘烤后起泡掉落，與涂膠工藝、LASD膠固化條件等工藝有關(guān)，也與LASD膠本身性能，如膠的附著力、內(nèi)聚力等有關(guān)。根據(jù)由內(nèi)到外的原則，查找原因并通知材料廠家及ME材料相關(guān)人員進行分析處理。

3 原因分析

（1）由于該質(zhì)量問題在此之前未出現(xiàn)過，LASD膠的固化溫度為首次烘烤需滿足130℃*15min或140℃*10min;膠烘烤+面漆烘烤累計需達到140℃*20min（如圖2）。通過爐溫跟蹤儀檢測密封膠烘爐及面漆烘爐溫度及烘烤時間滿足工藝要求值。

（2）廠家對現(xiàn)場輸膠間泵上使用的LASD膠批號：N28277 6680取樣送上海實驗室復(fù)測，復(fù)測數(shù)據(jù)如下表：

對比發(fā)現(xiàn)脫落批次各項指標(biāo)沒有出現(xiàn)異常，且滿足LASD產(chǎn)品內(nèi)控要求以及集團企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）對初發(fā)起泡掉落狀態(tài)質(zhì)量缺陷的車進行一一查看，只有頂棚L(fēng)ASD膠鼓泡嚴重、脫落;地板LASD膠無脫落，局部鈑金不規(guī)則地方有輕微的鼓泡（如圖3）。

（4）抽取2-3臺測量頂棚干膜膠層厚度（工藝要求厚度1.5-3.0mm），發(fā)現(xiàn)同一條膠的厚度不均勻，中間?。ê穸?.5mm左右），兩邊偏厚（3.0mm以上）;同一條膠的兩邊區(qū)域鼓泡嚴重，且泡大，數(shù)量多;二條膠重疊區(qū)域（厚度翻倍），鼓泡嚴重。（如圖4）

（5）觀察到無天窗車型，整個頂棚4塊區(qū)域的LASD鼓泡狀態(tài)不一樣，出現(xiàn)膠掉落的區(qū)域在有天窗和無天窗車型都存在該現(xiàn)象;而無天窗的其他3個區(qū)域鼓泡非常輕微，并沒有出現(xiàn)脫落。（如圖5）

（6）鼓泡區(qū)域的鈑金到后背門，呈現(xiàn)向下的角度，濕膜LASD不是平整貼附于鈑金上;加上該區(qū)域鈑金不規(guī)則。（如圖6）

4 原因確定

（1）通過觀察LASD脫落狀態(tài)發(fā)現(xiàn)起泡足夠大后撐破膠層界面引起的脫落。

通過測量脫落區(qū)域膜厚，薄的地方有2.5mm左右，厚的地方甚至大于3mm，重疊位置更超過3mm;通過觀察鼓泡規(guī)律，絕大數(shù)在膜厚的地方鼓泡。通過測量發(fā)現(xiàn)機器人噴涂頂棚的同一條膠厚度不均勻，中間區(qū)域薄，兩邊偏厚，濕膜測量薄和厚區(qū)域誤差0.5mm左右?！ず癫痪瑢?dǎo)致水分分布不均勻，造成局部揮發(fā)困難，導(dǎo)致氣體將材料頂起起泡。QSHE-F-720401漢高股份有限公司

（2）通過觀察爐溫曲線，發(fā)現(xiàn)頂棚升溫速率高于地板;后頂棚升溫速率高于前頂棚（后頂棚鼓包，其他位置無問題）?！獙τ贚ASD材料而言，溶劑為水，升溫速率高，水分劇烈揮發(fā)，造成水蒸氣將材料頂起鼓包。

（3）鼓泡區(qū)域鈑金呈現(xiàn)向下的角度?！獫衲z噴涂上去，在受熱固化過程中，膠里水分揮發(fā)加重力情況下，更容易朝著低洼區(qū)域遷移。

（4）噴涂設(shè)備對標(biāo)和頂棚區(qū)域應(yīng)用收集（如圖7），目前噴涂頂棚的國內(nèi)應(yīng)用案例非常少，頂棚噴膠位置結(jié)構(gòu)平整、膜厚均勻且薄、噴槍種類等對干膜是否鼓泡起到比較大影響。

5 實施措施

5.1 臨時方案

（1）把頂棚整體膜厚降低，機器人噴速由500mm/s，提升至600mm，最薄的區(qū)域濕膜厚度1.375mm左右，厚的區(qū)域濕膜厚度1.875mm左右。之前重疊區(qū)域優(yōu)化后斷開，間距控制2-8mm。單條長度（62cm）優(yōu)化后斷開4塊。以及地板和立面優(yōu)化。

（2）通過觀察爐溫曲線，分析出頂棚和地板受熱升溫速率不同;頂棚膠條中間與兩側(cè)膜厚差值≥500μm（中間薄，兩邊厚）;頂棚噴膠區(qū)域不規(guī)則鈑金結(jié)構(gòu)影響膠面無氣覆蓋以及貼附頂棚的材料本身受重力下墜影響;輸膠管路長度較長（長城二期、三期均在線邊）等因素，廠家微調(diào)配方，再打入管路，來滿足VF11車型的頂棚應(yīng)用。

綜合以上兩點，驗證10臺車，頂棚問題區(qū)域鼓泡情況明顯改善，鼓泡數(shù)量大幅減少，泡位置集中同一條膠的低洼一面，泡的直徑1-4cm之間（1-3cm之間居多），且沒有脫落情況。

5.2 永久改進措施

（1）廠家根據(jù)驗證后車頂棚的狀態(tài)，結(jié)合產(chǎn)品在合資廠現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗以及在實驗室做很多次模擬實驗經(jīng)驗，繼續(xù)微調(diào)配方，提高固含量，降低水分含量，目的：在同樣烘烤條件，水分更容易快速揮發(fā)掉，不容易產(chǎn)生鼓泡現(xiàn)象，其次避免出現(xiàn)翹邊翹腳現(xiàn)象。

新批次產(chǎn)品入場，將新批次膠注入管路，當(dāng)天生產(chǎn)出來車頂棚無脫落、無明顯鼓泡情況;產(chǎn)品粘度比較大，現(xiàn)場機器人施工造成報警，車內(nèi)局部區(qū)域未噴涂到，人工補噴。（如圖8）

（2）廠家根據(jù)新批次LASD膠噴涂車頂棚狀態(tài)以及粘度情況，繼續(xù)微調(diào)配方，首先把粘度降低來滿足現(xiàn)場機器人施工;其次配方里面的粒徑大小由原來<70um，變成80～100um之間，且均勻分布。目的：在水分揮發(fā)的過程中表面有更多的揮發(fā)通道，使得特殊位置水分更容易揮發(fā)。

再次挑戰(zhàn)后的新批次入場后，將新批次膠注入管路，當(dāng)天生產(chǎn)出來車，頂棚無脫落、無氣泡、機器人施工良好。（如圖9）

6 結(jié)語

LASD膠作為一種新型材料，在NVH與VOCs性能上遠優(yōu)于傳統(tǒng)的瀝青阻尼板。該產(chǎn)品投入于市場后，優(yōu)良的隔音、降噪能力得到廣大消費者的支持，得到客戶的認可，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。