淺談汽車外飾塑料件噴涂工藝

張坤磊

蕪湖毅昌科技有限公司 安徽蕪湖 241000

目前，汽車涂裝行業(yè)中，自動(dòng)化噴涂系統(tǒng)的使用已經(jīng)成為決定涂裝生產(chǎn)線技術(shù)水準(zhǔn)的一個(gè)重要指標(biāo)，其成了目前最受歡迎的噴射方法。國(guó)外一些汽車企業(yè)在新車型的設(shè)計(jì)方案中，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩、后備箱蓋、擋泥板等部件均進(jìn)行了大量的應(yīng)用，可見其發(fā)展是十分顯著的。汽車外殼所用的塑料種類很多，如聚丙烯、ABS、PA及GFP等。

汽車外飾塑料件涂裝工藝

目前，在國(guó)內(nèi)，汽車外飾塑料件的噴涂生產(chǎn)線，大部分都是使用的手工噴漆，涂裝結(jié)構(gòu)主要是“底漆+色漆+清漆”三層管理體系，而且在其表面，還會(huì)有即時(shí)噴漆 ABS等原材料，如采用“彩色涂料+光亮涂料”雙涂層結(jié)構(gòu)。由于塑膠性質(zhì)的差異，其噴涂過程中會(huì)出現(xiàn)如下技術(shù)難題。

1）塑料壁面或材質(zhì)表層較薄，界面膜間的摩擦力較大，對(duì)漆膜的附著有不利影響。

2）塑料具有較低的熱形變溫度，由于涂層是干燥的，所以加熱溫度容易受到限制。

3）在塑料注塑成型的過程中，所用到的脫模劑等污染物不容易被清理干凈，這就會(huì)導(dǎo)致漆膜收縮等缺陷。

4）手工噴漆的可變性，會(huì)讓漆膜厚度和偏色變得更難控制?？傮w而言，ABS的表面質(zhì)量和涂料的結(jié)合力都很好，但是它的耐熱性和干燥的溫度都很低；PP的原材料因?yàn)楸砻尜|(zhì)量的原因，很難噴涂。所以，要有針對(duì)性地選擇所要采用的涂料，這取決于面板的種類。同時(shí)，按照所選的外觀，噴漆的盲區(qū)也是不一樣的，相應(yīng)的處理方法也是不一樣的，比如噴漆的位置是在拐角位置，那么油漆槍的噴漆面積就要調(diào)整好等。

汽車外飾塑料件涂料質(zhì)量評(píng)價(jià)

將塑料涂料用作裝修設(shè)計(jì)及維修的原材料，應(yīng)與所涂塑膠材料的性能需求相配合，并與板材相配合，使其達(dá)到最佳使用效果。為此，本文將塑料制品的涂覆質(zhì)量劃分為如下幾個(gè)級(jí)別。

1.原材料理化性能

原材料理化性能主要包括固含量、黏度、稀釋劑配比、貯存可靠性、相對(duì)密度、粒徑及開閃點(diǎn)等。其中，固含量、黏度及貯存可靠度等指標(biāo)直接反映了涂層的造價(jià)、施工及貯存特性。

固形物即原材料中的非揮發(fā)物，反映了破乳劑中的關(guān)鍵性化學(xué)成分。固含量測(cè)量方法為：取一小部分樣品放入一個(gè)干燥而精確稱量的器皿內(nèi)，將樣品均勻地覆蓋在器皿的底部，然后用一定的溫度進(jìn)行干燥后稱量，然后測(cè)量其質(zhì)量。

油漆原材料第二個(gè)主要性能是黏度。在涂料工程的全過程中，黏度過高會(huì)使涂料難以涂布，影響涂料的外觀；黏度過低會(huì)使涂料失去光澤，不均勻。所以，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)與控制是十分必要的。在特殊的自然條件下，涂料必須調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)酿ざ?。目前，?duì)油漆黏度的測(cè)定有多種方法，目前較為普遍且簡(jiǎn)便的是采用出料杯法測(cè)定出料時(shí)間的方法。具體內(nèi)容請(qǐng)參照GB/T 17583.4—1998等技術(shù)規(guī)程。

2.施工性能

工程可施工性是指在整個(gè)施工過程中，涂料必須具有的性質(zhì)。具體體現(xiàn)在整個(gè)施工過程中的施工方法、施工條件、噴涂條件等方面。施工難度是影響工程質(zhì)量的主要因素。從這一角度來看，噴霧的高效性和費(fèi)用都是直接的問題。所以，如何評(píng)估涂料的成膜性就顯得尤為重要。在目前階段，大多數(shù)工程建設(shè)的性能指標(biāo)都是按照涂裝工藝的具體條件來設(shè)置的，并對(duì)下列一些新的項(xiàng)目進(jìn)行了研究。

1）包衣力，是一種涂料包衣，它的基色的能力直接關(guān)系到涂料的厚薄。油漆要達(dá)到能遮蓋底層的厚度，在處理工藝中，有時(shí)候并不切合實(shí)際。如果不能達(dá)到遮光程度，就不能保證色彩的一致，進(jìn)而造成涂料的粘著性，這對(duì)色差的控制有很大影響。目前，對(duì)漆膜的粘合性能的測(cè)試，主要是使用淺灰紙進(jìn)行。當(dāng)涂料被涂成淡灰色時(shí)，涂料的厚度就表明涂料的粘結(jié)力。也就是在工程中，對(duì)面漆在施工過程中的附著性，要盡力達(dá)到加工過程中的質(zhì)量要求，再加工的厚度不能大于180μm。

2）流掛與針眼限度：主要觀測(cè)的是，在自然條件下，對(duì)工程建設(shè)中的所有黏稠度正常的涂料，均在豎直表面上進(jìn)行了噴射，并受到了外力的影響。在浸漬過程中，浸漬膜的表面有一部分在浸漬過程中發(fā)生了滴水現(xiàn)象。涂層在產(chǎn)生失光（針孔）時(shí)所對(duì)應(yīng)的膜層厚度是決定其失光（針孔）和抗流掛（針孔）能力的最大限度。這一特性的調(diào)控對(duì)工程上的塑料清漆的制造具有重要意義。

3.漆膜性能

漆膜性質(zhì)是涂層的最重要性質(zhì)，它表明了不同的功能是否需要被實(shí)現(xiàn)，其主要影響因素為裝飾設(shè)計(jì)水平、沖擊韌性、抗外來物質(zhì)及耐候性等。涂料薄膜是一種重要的裝飾藝術(shù)，受到廣大用戶的高度重視。要求整車外部塑料涂料的光澤度（20）至少達(dá)到85%以上，顯著 DOI （由 BYK橘皮儀精確測(cè)定）至少達(dá)到80%以上，且與車體的鑄體顏色盡量接近，使其與車體顏色保持一致。耐高壓水洗試驗(yàn)是一個(gè)新的課題，通過模擬汽車洗車廠的高壓水泵，來研究耐高壓水洗涂層的耐高壓性能。一般而言，新產(chǎn)品的不合格與涂料的附著性有一定的聯(lián)系。漆膜的耐刮擦力與涂層強(qiáng)度相關(guān)，所以涂層強(qiáng)度也要標(biāo)明，涂層的總體硬度不得低于 H級(jí)。

案例分析

1.項(xiàng)目背景

某公司開展了“汽車零件噴涂工藝”的技術(shù)研究，在噴涂前的表面處理過程中，應(yīng)用了火焰處理技術(shù)，使用了強(qiáng)氧化焰來氧化零件的表面，從而增加了底板的表面張力，使得涂料能夠更好地與底板的表面結(jié)合，從而提高了涂料的附著力。在預(yù)處理后，應(yīng)用先進(jìn)的靜電噴涂工藝，對(duì)預(yù)處理后的零件進(jìn)行“三涂一烘”，以增強(qiáng)涂料的耐蝕性，改善漆的品質(zhì)，并確保一次完成度。本項(xiàng)目開展的是汽車零件的噴涂工藝研究，在完成該研究之后，其技術(shù)水平將處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，這將會(huì)對(duì)我國(guó)目前汽車零件的噴涂技術(shù)水平起到一定的促進(jìn)作用，從而進(jìn)一步縮短與國(guó)外的差距。本課題的開展，將使國(guó)內(nèi)汽配行業(yè)在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，有效地滿足汽配行業(yè)對(duì)高質(zhì)量產(chǎn)品的需求，顯著提升汽配表面裝飾性能、耐腐蝕性能，促進(jìn)汽配行業(yè)整體技術(shù)水平的提升。

2.主要技術(shù)

項(xiàng)目展開了對(duì)汽車零部件噴涂工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用火焰處理技術(shù)，對(duì)汽車零部件展開噴涂前的表面處理。與此同時(shí)，使用靜電噴涂技術(shù)，展開噴底漆、噴色漆、噴面漆及烘干等噴涂工序，并對(duì)噴涂后的產(chǎn)品進(jìn)行拋光處理，使得汽車零部件噴涂后表面均勻、平整、光滑。

它的技術(shù)路線如下：

1）在噴漆前，采用弱酸性的清潔劑預(yù)脫脂/脫脂，以防止零件上的油污對(duì)涂料的附著力、干燥性、涂料的耐腐蝕性及裝飾性產(chǎn)生影響，導(dǎo)致涂料起泡、脫落，甚至整張涂膜脫落。

2）將脫脂后的汽車零件用水洗掉，除去零件上殘余的化學(xué)物質(zhì)，然后用去離子水徹底清潔零件上的表面，去離子水的純度必須是導(dǎo)電率不超過10μS/cm。

3）在清洗過的汽車零件上，用吹風(fēng)機(jī)干燥，使零件表面不留水，以保證噴漆質(zhì)量。

4）為增加噴漆后涂料的表面張力，使用800～1200℃的強(qiáng)氧化焰對(duì)涂料進(jìn)行涂飾，為保證涂飾后涂料的黏合性，需要涂飾后涂料的表面張力大于34×10-3N/m。

5）進(jìn)行底漆的噴灑，使用濕觸式底漆，在10min的快速干燥后，可以不進(jìn)行烘干而直接噴灑顏料。選擇具有良好的防銹性能（鹽霧時(shí)長(zhǎng)≥500h），與基材的附著力強(qiáng)（能同時(shí)適用于多種基材），與中涂或面漆的結(jié)合力好，涂膜力學(xué)性能好的涂料作為底漆，以確保涂層的附著力和防腐性能。

6）噴色涂料，利用靜電噴涂技術(shù)，以增強(qiáng)涂料的耐磨性，增強(qiáng)與底漆的黏結(jié)力，改善被涂物體的平整度、光滑度，控制干燥時(shí)間，減少橘皮的短波，以及增加涂料的鮮映性。

7）對(duì)汽車零件進(jìn)行噴清漆，使其具有優(yōu)異的耐候性、鮮映性和光澤性。

在表面處理方面，使用火焰處理技術(shù)，利用強(qiáng)氧化焰對(duì)工件進(jìn)行氧化，在工件表面形成極性基團(tuán)，增加了工件表面張力，使得涂料能夠更好地與工件表面粘合，增加了涂料的黏附力。本機(jī)使用了先進(jìn)的靜電噴涂工藝，可調(diào)整噴槍的結(jié)構(gòu)和涂布參數(shù)，使漆膜在噴涂時(shí)形成更精細(xì)的霧滴，從而改善漆膜的外觀品質(zhì)。

發(fā)展趨勢(shì)

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，降低環(huán)境污染、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為當(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)。最近十多年來，圍繞著質(zhì)量、環(huán)保、成本，在新材料、新工藝及新技術(shù)等各方面都取得了很大的進(jìn)展。除了傳統(tǒng)的三層涂料系統(tǒng)中廣泛采用了環(huán)保材料之外，以往不能實(shí)現(xiàn)的先進(jìn)的新工藝、新技術(shù)正被采用或即將采用，預(yù)示著車身涂料技術(shù)將進(jìn)入新的發(fā)展階段。

科技進(jìn)步與過程革新是推動(dòng)工業(yè)升級(jí)與產(chǎn)品等級(jí)提高的重要因素。汽車涂裝行業(yè)將把重點(diǎn)放在提升自主創(chuàng)新能力上，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效率，加速汽車涂裝先進(jìn)生產(chǎn)力的建設(shè)。通過“三大創(chuàng)新”，即科技創(chuàng)新、運(yùn)營(yíng)管理創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈整合創(chuàng)新，新材料新工藝的運(yùn)用，對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)汽車涂料產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升國(guó)內(nèi)汽車涂料的工藝技術(shù)水平，提升國(guó)內(nèi)汽車涂料的科技含量，提升國(guó)內(nèi)汽車涂料的質(zhì)量等級(jí)，具有重要意義。ERP企業(yè)資源計(jì)劃、PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，將會(huì)使汽車零部件涂裝企業(yè)商品的購、銷、存等流轉(zhuǎn)過程得到更快的發(fā)展，從而使企業(yè)的操作流程更加規(guī)范化，加快企業(yè)的生產(chǎn)效率，使企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力得到極大的提升。汽車涂裝行業(yè)將逐漸與國(guó)際消費(fèi)趨勢(shì)的主流相適應(yīng)，從生產(chǎn)低檔次產(chǎn)品向高質(zhì)量、高檔次及高附加值的產(chǎn)品方向發(fā)展，逐漸完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈，向價(jià)值鏈高端方向發(fā)展。

結(jié)語

在汽車增塑化過程中，外部塑料零件的噴涂工藝經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，涂層品質(zhì)不斷提高。要對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，應(yīng)注意涂料的特點(diǎn)，注重涂料的功能。從原料、工程施工、破乳后的性能等方面進(jìn)行了全面的評(píng)價(jià)。涂層的破壞也有多種原因。它涉及到原材料、處理技術(shù)。以及它們?cè)谧匀粭l件下的運(yùn)用，因此，應(yīng)加強(qiáng)汽車外飾塑料噴涂工藝的研究，以提高噴涂質(zhì)量，增強(qiáng)汽車塑料外飾的美觀和實(shí)用性。