SMC制件上單組分水性底漆附著力的影響因素

李春平，高趙

（一汽解放汽車(chē)有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130011）

SMC是sheet molding compound的縮寫(xiě)，即片狀模塑料復(fù)合材料，主要由GF(專用紗)、UP(不飽和樹(shù)脂)、低收縮添加劑、MD(填料)及各種助劑組成。SMC成型工藝是將片狀模塑料放到已經(jīng)加熱到指定溫度的模具中，通過(guò)液壓機(jī)加壓，使熔融片狀模塑料均勻地充滿模腔，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓加熱后固化成型。隨著汽車(chē)輕量化的發(fā)展，越來(lái)越多的復(fù)合材料被應(yīng)用到載貨車(chē)上，車(chē)身外飾件尤為普遍。根據(jù)工件的位置及作用，分別使用了 SMC、ABS(異烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PP(聚異烯)和 ST14(德國(guó)冷軋板)4種材料。其中SMC具有良好的球壓痕硬度、彎曲強(qiáng)度及簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度，一般用于前圍外板、腳踏板、翼子板、導(dǎo)流板、保險(xiǎn)杠等外飾件上[1-3]。

筆者所在單位于2018年將低溫水性涂料應(yīng)用在非金屬涂裝上。為了獲得更好的涂層附著性能，本文開(kāi)展了SMC制件上單組分水性底漆附著力影響因素的研究。

1 SMC制件上單組分水性底漆附著力的影響因素

1.1 SMC片材配方的影響

采用3種不同配方(記為1#、2#、3#)的SMC片材，配方1#、2#采用水性內(nèi)置脫模劑，配方3#采用油性內(nèi)置脫模劑，在1 000 t壓機(jī)上制件，每組1件，工藝參數(shù)完全相同：溫度155 ～ 160 °C，工作壓力21 ～ 25 MPa，保壓時(shí)間140 s。在制件過(guò)程中不使用外噴脫模劑，要求在制件前對(duì)模具進(jìn)行徹底清洗。

通過(guò)涂裝線對(duì)3組制件進(jìn)行噴漆，涂裝工藝流程為：預(yù)脫脂(酸性)→脫脂(酸性)→水洗→循環(huán)純水洗→新鮮純水洗→水分烘干→噴底漆(單組分水性漆)→噴色漆(單組分水性漆)→噴清漆(雙組分溶劑型漆)→面漆烘干→強(qiáng)冷。

工件下線后室溫調(diào)整24 h，接著進(jìn)行劃格檢測(cè)(GB/T 9286-2021《色漆和清漆 劃格試驗(yàn)》)及劃叉剝離檢測(cè)(企標(biāo))，以評(píng)價(jià)涂層的附著力。

從表1給出的測(cè)試結(jié)果可知，涂層附著力與SMC片材配方有關(guān)。建議SMC片材配方中使用水性內(nèi)置脫模劑，以便更好地配套水性底漆。

表1 不同SMC片材制件的附著力檢測(cè)結(jié)果Table 1 Adhesion test results for different SMC components

1.2 SMC制件表面張力的影響

選取6個(gè)相同的未進(jìn)行處理的SMC工件，用達(dá)因筆在其表面測(cè)試表面張力，然后在涂裝線上噴漆，工件下線后室溫調(diào)整24 h，在測(cè)過(guò)表面張力的位置進(jìn)行附著力劃格檢測(cè)。從表2給出的結(jié)果來(lái)看，涂層附著力與SMC工件的表面張力無(wú)關(guān)。

表2 SMC工件不同位置的表面張力與涂層附著力Table 2 Surface tension and coating adhesion at different positions of SMC components

1.3 SMC制件表面粗糙度的影響

選取1#、2#兩種不同的SMC片材分為2組，每組6個(gè)制件，分別進(jìn)行2種噴涂前處理，一種是表面不做處理，另一種則使用600目砂紙進(jìn)行100%打磨處理。將工件擦拭干凈后通過(guò)涂裝線進(jìn)行噴漆，工件下線后室溫調(diào)整24 h，選取相同的位置進(jìn)行附著力劃格檢測(cè)及劃叉剝離檢測(cè)。從表3和表4給出的測(cè)試結(jié)果可知，涂層附著力與SMC工件表面粗糙度有關(guān)，表面打磨后有利于提高附著力[4]。

表3 表面未打磨的SMC件上涂層的附著力檢測(cè)結(jié)果Table 3 Adhesion test results of coatings on unpolished SMC components

1.4 SMC制件外噴脫模劑的影響

采用滿足2種附著力檢測(cè)要求的SMC片材制件9個(gè)，平均分為3組，其中兩組模仿制件工藝過(guò)程中在模具外表面噴涂外脫模劑的方法，2種外噴脫模劑的紅外光譜如圖1所示。然后對(duì)3組工件進(jìn)行噴漆，工件下線后室溫調(diào)整24 h，選取相同位置進(jìn)行附著力劃格檢測(cè)及劃叉剝離檢測(cè)。從表5可以看出，涂層附著力與外噴脫模劑有關(guān)。

圖1 外噴脫模劑A(a)和B(b)的紅外譜圖Figure 1 Infrared spectra of mold-release agents A (a) and B (b) for external spray

表5 外噴脫模劑對(duì)涂層附著力的影響Table 5 Effects of mold-release agents for external spray on adhesion of coating

2 結(jié)語(yǔ)

SMC片材配方、制件表面粗糙度及制件過(guò)程使用的外噴脫模劑這3個(gè)要素對(duì)單組分水性底漆附著力均有直接影響。

SMC制件采用單組分低溫水性涂料與水性色漆、溶劑型清漆工藝搭配時(shí)，建議與制件及涂料供應(yīng)商進(jìn)行深入交流，選擇合適的SMC片材及涂料，制定合理的工藝流程，以確保涂層性能滿足要求。