灯具注塑件真空镀膜 附着力等检查方法

陶永亮

（重庆川仪工程塑料有限公司 400712)

灯具注塑件真空镀膜 附着力等检查方法

陶永亮

（重庆川仪工程塑料有限公司 400712)

检查灯具注塑件真空镀膜附着力是验证镀膜零部件表面膜层质量水平的一项重要指标，镀膜附 着力的好坏直接影响镀膜零部件的防蚀性和使用效 果。本文应用国家标准的和结合实际的情 况，介绍了镀膜附着力测试方法和其他测试项目对附着力作用的阐 述，旨在帮助大家对真空镀膜附着力检 查，以正确选用方法进行镀膜附着力等测 定，保证镀膜质量。

灯具注 塑件；真空 镀膜；附着 力等；检查 方法；镀膜质量

1 前言

汽车灯具（含LED灯具）注塑件的加工，由于较多的注塑件经过真空镀膜后，零件才能达到灯具所使用的要求，而对真空镀膜件的附着力的检查很重要了。特别是灯具实际使用的环境受到日晒、风吹、雨打及春夏秋冬的气候变。为了延长产品的使用寿命，保证灯具的防腐蚀性能和装饰能力，达到真空镀膜零部件表面镀膜层的质量要求，应用国家的相关的标准，结合实际的情况，制定了灯具注塑件真空镀膜附着力等检查方法，对保证镀膜质量有很大的帮助。

2 灯具镀膜慨况

在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发（或溅射）使其沉积在被涂覆的物体（称基体）上的方法，称为真空镀膜［1］。汽车灯具（含LED灯具）镀膜基本上分两种，一种是灯体、反射视圈镀铝，其一般使用ABS,PBT,PC和PC+ABS合金等材料制作，安装在灯具里面的，起反射、折射和装饰作用；一种是配光镜镀透明膜，一般使用PC等透明材料制作，安装在灯具外面，属于灯具是外罩，镀膜要求都是比较高的。至于镀膜工艺方法在这里不作一一叙述。如图1所示。

3 镀膜检查主要是附着力检查

镀膜质量的好坏，最终必须体现在膜层质量的优劣上，所以镀膜后的质量检测主要是对膜层性能的检测，为了保证镀膜的可靠性，对镀膜的机械性能(如附着力、耐磨性、硬度等)耐腐蚀性能（耐醇、耐化妆品、耐汗性等）和环境试验性能(如盐雾、紫外线老化等)三个方面测试。其中附着力检查是贯穿在镀膜质量检测中的一根主线，许多耐腐蚀性能、环境试验性能测试的落脚点都是在附着力上面，通过一系列的性能测试后的评定都会对附着力有个综合评定，因此镀膜检查的内容主要围绕附着力在进行的，而其他性能中的内容则可根据不同使用要求选择性的进行检测。镀膜后质量检测是评判镀膜质量的最终依据和确保质量的重要环节（包括膜层外观评定）。

4 检测标准和检测方法

4.1 膜层机械性能试验主要是包括膜层的附着力、耐磨性、硬度、厚度测试等，以保证镀膜的最基本的要求。

4.1.1 附着力测试：

膜层的附着力是指镀膜与被镀表面之间通过物理和化学的反应作用在一起牢固程度。附着力是一个多种因素影响后的综合特性。是验证零部件表面膜层质量水平的一项重要指标。附着力测试依据GB/T9286-1998色漆和清漆漆膜的划格试验。用锋利的刀片(刀锋角度为15-30度),在被测试样品的表面划格10*10个1mm小格，纵向各划11根线,组成一个100格的小方块，划线用均匀切割速率在镀膜上形成规定的切割数，切割都应划透至底材表面，用毛刷将测试区域的碎片清理干净，用黏附力350-400g/cm2的胶纸（此处采用3M的Scotch胶纸），牢牢的黏住被测试的小方格，为了确保胶粘带于膜层接触良好，用手指尖用力蹭胶粘带或用橡胶檫用力檫拭胶纸使得胶纸与被测的区域的接触面力度合乎标准，用手按住胶纸的另一端，以60°方向迅速拉下胶纸，同一个位置进行3次（图2）。测试评定：切削边缘刀口处平整完全平滑，100/100不掉漆，无一格脱落，刀口处平整，属于最好的；如在切口交叉处少许膜层脱落，但交叉切割面积不能明显大于5%，能够接受使用，对要求高的产品大于5%一般尽量不用。

图1

图 2

图3

GB5210-85规定了采用拉开法测定涂层附着力的方法。拉开法所测定的附着力是指在规定的速率下，在试样的胶结面上施加垂直、均匀的拉力，以测定涂层间或涂层与底材间的附着破坏时所需的力，以MPa表示。此方法不仅可检验涂层与底材的粘接程度，也可检测涂层之间的层间附着力；考察涂料的配套性是否合理，全面评价涂层的整体附着效果。尽管测定仪器价格较贵，但仍不断得到推广应用。

GB1720-89(79)规定了划圈法测定漆膜附着力的方法。划圈法所采用的附着力测定仪如图3所示，按照划痕范围以级表示。按《漆膜一般制备法》制备的马口铁板固定在测定仪上，为确保划透漆膜，酌情添加砝码，按顺时针方向，以80～100r/min均匀摇动摇柄，以圆滚线划痕，标准圆长7～8cm，取出样板，评级。具体方法在此不一一叙述，此方法主要用于平板式试件。在实际中根据情况选用，采用GB/T9286-1998划格试验法是比较实用，操作简便。

4.1.2 耐磨性测试：

耐磨性膜层材料在一定摩擦条件下抵抗磨损的能力。它是镀膜硬度、附着力和内聚力综合效应的体现，与底材种类、表面处理、膜层的干燥过程的温度和湿度有关。测试方法有几种。

①，依据GB/T1768-2006色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法。标准中用固定在磨耗试验仪上的橡胶砂轮摩擦膜层（色漆和清漆），试验时要在橡胶砂轮上加上规定的砝码。耐磨性是以经过规定次数的磨损循环后镀膜的质量耗损来表示，或者以磨去该道涂层至下道涂层或底材所需要的循环次数来表示。方法复杂，但测试意义很重要。

图4

图5

图6

图7

②，采用NORMANRCA耐磨耗仪（型号：7－IBB－647）以及专用的纸带（规格：11/16inchside或6/8inch diameter)，施加175g负重，带动纸带在样品的表面磨檫150次。测试评定：150次（MIX）未发现涂层破穿（露出底材），如果采用的是UV镀膜，要求耐磨性300个循环。

③，用摩擦器摩擦膜层的表面［2］，使膜层表面承受压力600克，摩擦器应垂直于膜层表面。沿一直线往返摩擦20次（单程40次），行程为20mm。测试评定：膜层表面不应有损伤，如条痕和擦痕。（如图4所示：左图是未放镀膜零件时的摩擦器，右图是放在镀膜零件后摩擦器的相对位置图）

④，在质量100g的砝码外面包裹6层漂白棉布。把砝码底平面放在试件的表面上，以大约1m/s速度来回匀速摩擦200次。测试评定：试件表面不露底合格。

⑤，用#000钢丝羊绒摩擦镀膜面。用＃000钢丝羊绒铺平试件上面放一件木块，木块大小可以随意，但必须施加试件140g/cm2的压力，速度10cm/sec,擦拭镀膜面，来回2-5次就可以。测试评定：擦伤程度与标准样板进行比较，相当于样板上擦伤程度就可以。标准样板的测试应按GB/T 1768-2006标准进行测定后进行封样保存。如图5所示。

4.1.3 硬度测试

硬度是指镀膜对于外来物体侵入其表面时所具有的阻力。其实质是膜层抗击外力而不至于使本身遭到破坏的能力。漆膜硬度是其机械强度的重要性能之一，镀膜的硬度与膜料的组成和工艺及干燥程度有关，如膜料干燥得越彻底，硬度越高。依据GB/ T6739-2006色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度。用1H中华高级绘图铅笔，将铅笔一端削去约5mm-6mm木头，留下未划伤的，光滑的圆柱型铅笔笔芯，铅笔保持90°在400目的砂纸上，把笔尖端磨平（成直角）后，装在专用的铅笔硬度测试仪上（负重750-1000g，铅笔与水平的角度为45°）推动铅笔向前滑动7mm长度。也可用手拿铅笔直接用（负重750-1000g，铅笔与水平的角度为45°）均匀在试件的不同部位划3次，每一个位置一次，用橡皮檫清理干净，当擦净膜层表面上铅笔芯所有碎屑后，破坏更容易评定，可用（6-10倍）放大镜评定：镀膜表面没有压痕，没有可见的擦伤和涂层破损均未合格。（如果是UV漆，要求硬度达2H～3H作测试）。如图6所示。

4.1.4 膜层的厚度：

膜层厚度是镀膜的重要质量指标之一,它关系到膜层的使用寿命、膜层材料消耗及成本、膜层的应力及膜层结合强度等。它的重要性在于保证涂覆达到规定的厚度，避免由于不适当的厚度导致涂层的过早失效。干膜厚度的测量，必须在涂膜完全干燥后采用干膜测厚仪进行测定。依据GB1764-79漆膜厚度测量法。三件25mmX25mm厚度为1mm钢板用粘接剂贴在试件的不同位置而一起镀膜；电磁膜厚计探头在基准板上测五点进行校正调零，分别测三个标准膜厚样板，尺寸根据膜厚计带的膜厚样板是11.4±0.5μm，49.9±0.5μm和101±0.1μm，其中101±0.1μm与钢板厚度基本一致，并进行测量数据校正；取下镀膜后的钢板，清楚反面粘接剂痕迹，放在基准板上用探头直接测量五点，舍去测定的上下值，最后取剩下3次的平均值。将三件钢板测量厚度的算术平均值为镀膜的平均值。测试评定：镀膜厚度为5-～10μm，没有底漆取下限，镀铝厚度为10-～20μm，没有底漆取下限。如图7所示测量镀膜后钢板，取平面上五点进行测量。

4.2 耐腐蚀性试验

膜层在使用中，经常受到工业化学品和有机溶剂的“干蚀”而使膜层受到破坏，膜层抵抗这种“干蚀”的能力为耐腐蚀性。是镀膜性能测试的重要项目之一，有耐醇、耐mek、耐水性、耐湿性，耐碱性，耐污染性（耐家用化学品性）等测试。

4.2.1 耐醇测试

依据GB9274-88色漆和清漆耐液体介质的测定。工业酒精可作为油漆、制塑等工业的溶剂。用纯棉布浸泡酒精（浓度≥97%），包在专用的500g/cm2砝码上，以40-60次／min的速度，20mm左右的行程，在样品的表面来回300次。测试评定：膜层表面无明显破坏的痕迹。

4.2.2 耐mek测试

依据GB9274-88色漆和清漆 耐液体介质的测定。丁酮是一种优良的有机溶剂和有机合成原料，丁酮主要用作涂料工业的多种树脂溶剂，丁酮是油漆的重要溶剂，硝酸纤维素、合成树脂都易溶于其中。将mek（丁酮）滴在工件表面，静置2min，擦去丁酮，静置1h后，看外观是否变化。测试评定：外观无异常膜层无起泡。

4.2.3 耐水性测试

镀膜后的产品在实际使用中往往与潮湿的空气或水分直接接触，随着膜层的膨胀与透水，就会发生起泡、变色、脱落、附着力下降等各种破坏现象，直接影响到整个产品的使用寿命。影响镀膜耐水性的因素主要是：组成镀膜料的组成成分；被镀膜的表面处理质量及镀膜质量。依据GB5209-85 色漆和清漆 耐水性的测定 浸水法。水质在试件投试前为无色，清澈且导电率小于2μs/cm的去离子水，如发现变色便混或导电率大于20μs/ c m时，应换水。试件放在恒温水40±2°C中浸泡24h后，将试件用滤纸吸干水迹检查破坏现象，检测评定：膜面应无破坏，膨胀，变色等。附着力划格试验合格。

4.2.4 耐湿性测试

耐湿是指膜层对潮湿环境而产生腐蚀的抵抗能力，这种性能是在热带或亚热带使用镀膜产品非常重要的性能。依据GB/T13892-92色漆和清漆 耐湿性的测定 连续冷凝法。水浴40±2°C，相对湿度93%±2%范围，试件下方25mm空间的气温为37±2°C,膜层表面连续处于冷凝状态。试件至少放置48h后，在常温下恢复24h，检查破坏现象，检测评定：膜面应无破坏，膨胀，变色等。附着力划格试验合格。

4.2.5 耐化妆品测试

依据GB9274-88色漆和清漆耐液体介质的测定。化装品原料基础原料：胶质、蛋白质、淀粉、油脂特殊添加剂：防腐剂、杀菌剂、维生素、酶类、色素等。化妆品的成分里头有一些特殊的添加剂。有汞、铅、砷等重金属类。先用棉布将试件的表面檫拭干净，将凡士林护手霜涂在产品的表面上，将产品防在恒温箱中（温度55-65°C，90-98%RH），保持24h，将试件取出，用棉布将化妆品檫拭干净，观察外表，24h后做附着力测试。测试评定：涂层表面无异常现象。附着力划格试验合格。

4.2.6 耐手汗测试

依据GB9274-88色漆和清漆耐液体介质的测定。将手汗（主要的成分：氨水1.07%，NaCl 0.48%，其余为水）浸泡后的无纺布贴在试件的表面，用塑料袋密封后，在常温的环境放置48h，将产品表面的汗液檫拭干净，检查膜层的外观，24h后做附着力测试。测试评定：膜层外观无异常现象，附着力划格试验合格。耐磨性测试合格。

4.2.7 耐渗透测试

渗透是指液体以及溶剂通过半透性膜的扩散。依据GB9274-88色漆和清漆 耐液体介质的测定。用材料（PE袋子，吸塑）分别剪成直径1cm的圆块放在镀膜上面，上面平放500gf的重物（压强为637g/cm2）之后放进60°C干燥箱中48h，检查与圆块接触面外观，24h后做附着力测试． 测试评定：膜层于吸塑材料袋子不黏连，膜层外观无异常现象，附着力划格试验合格。

4.2.8 耐碱性测试

依据GB9274-88色漆和清漆耐液体介质的测定。镀铝、镀膜工件出炉后，空置在环境中，时间≥1h，然后滴上NaOH1% 溶液，观察铝层或膜层露底时间。环境温度20±2℃测试评定：镀铝露底时间≥2min；镀膜露底时间≥10min为合格。

4.3 膜层环境试验

在质量检验中广泛应用人工模拟环境试验。环境试验提供了一种确定的、验证环境影响的手段，目的在于发现镀膜中膜料选择以及工艺方面的缺陷，以便采取适当的措施，改进产品预期使用环境的适应性；包括有低温、高温、冷热冲击、盐雾、紫外线老化等测试。

4.3.1 低温保存测试：

低温保存是指膜层（镀膜产品在低温保存或使用中）对低温的适应性，依据GB2423.1-89电工电子产品基本环境试验规程 低温试验方法。将恒温箱设置为20℃，95%RH，产品放置24h后拿出，在常温条件放置24h后观察外观并做附着力测试。测试评定：涂层外观无异常，附着力划格试验合格。

4.3.2 高温保存测试

高温保存是指膜层（镀膜产品在高温保存或使用中）对高温的适应性，依据GB/T 2423.2-1989 电工电子产品基本环境试验规程 试验B:高温试验方法。在温度66℃，90%RH的条件下，放置88h，在常温条件恢复24h，观察外观并做附着力测试． 测试评定：涂层外观无异常，附着力划格试验合格。

4.3.3 冷热冲击测试

膜层经受高温和低温的急速变化情况下，抵抗被破坏的能力。依据GB2423.22-87温度变化试验方法。试件从高温环境突然进入低温环境则被认为冷热冲击，主要测试镀膜材料对极高温或极低温的抵抗力，试验出产品于热胀冷缩所产生的化学变化或物理伤害，可确认产品的品质。

将试件放在温度冲击箱中，先在－20℃的低温环境下保存24h，在1min内将温度切换到70℃的高温环境并保存24h，接着将温度下调到-20℃低温，保存24小时．最后在1min内将温度切换到70℃的高温环境保存48h，时间共120h。将产品常温环境放置24h观察膜层外观并做附着力测试。测试评定：膜层外观无异常，附着力划格试验合格。

4.3.4 耐盐雾测试

评价膜层耐腐蚀性是膜层抵抗外来介质作用防止被镀底材被腐蚀的能力，其中盐雾试验是测试的重要环节。

盐雾试验为人工气候环境“三防”(湿热、盐雾、霉菌)，是各种环境适应性和可靠性的一种重要试验方法。依据GB/T1771-91耐中性盐雾性能的测定和GB2423.17-2008电子电工产品基本盐雾试验规程试验Ka:盐雾试验方法。盐雾试验箱温度为35±2℃,RH>85%，盐溶液的浓度为（5±1）%（质量比），pH值在6.5-7.2之间的环境，将试件放入盐雾试验箱中，测试时间168h，将试件常温环境放置24h，观察涂层外观并做附着力测试。测试评定：膜层无发白起雾，受损，起皱等；附着力划格试验合格，耐磨面膜做耐磨测试合格。

4.3.5 紫外线老化 (QUV) 测试

依据GB/T16422.3-1997紫外光老化试验标准，紫外线老化(QUV)通过 紫外光加速耐候试验机可以再现阳光、雨水和露水所产生的破坏［3］。将待测试件曝晒放在经过控制的阳光和湿气的交互循环中，同时提高温度的方式来进行试验。采用紫外光照射（100%紫外辐照，无冷凝，无暗周期）；UVA340灯管的辐照点控制在 1.35 W/（m2* nm）@340 nm；整个测试循环温度控制在60℃（光老化）4h，采用50℃时的潮湿环境下（湿气冷凝）4h，光老化和湿气冷凝测试为一个循环8h，共作12次循环后，测试评定：镀膜表面颜色无变化，附着力检查用4B铅笔做硬度检查表面无破损和明显的划痕。

结束语

灯具注塑件真空镀膜附着力检查是一项全面评价镀膜质量的方式，还包括对膜层外观的评定。对各项测试项目是根据产品使用要求而选用的，多一个测试项目，多整个镀膜质量提高有很大的帮助，同时也会给镀膜成本有所增加。在与用户合作过程中，依据用户和产品要求，选择可操作的测试项目，发现问题及时整改镀膜工艺，较好的提高膜层的附着力和表面质量。

在镀膜质量测试中，并得到了重庆小系车灯有限公司，重庆四联光电科技公司，四川长虹模塑科技有限公司等单位的热情指导和给力，在此一并表示感谢！

［1］李颜霞，塑料真空镀膜,北京：化学工业出版社，1990.

［2］陈薀清，光学零件真空镀单层或多层膜检验标准简介,北京：《光学仪器标准化》，1989年第2期.

［3］李云奇，真空镀膜技术与设备设计安装及操作维护使用手册,北京：化工工业出版社，2006.

Lamps and lanterns of injection molded parts vacuum coating adhesion such inspecting method

Tao Yongliang
（Chongqi ng sichuan engineering plastic Co., LTD China 400712）

Check lamps and lanterns of injection molded parts vacuum coating adhesion is to verify coating parts surface coating quality level of an important indicator, Coating adhesion direct impact on coating parts and corrosion prevention sex and using effect. In this paper application of national standard, and in combination with the actual situation, Introduces the coating adhesion test methods and other test items for adhesion effect of elaboration, Aimed to help everyone to the vacuum coating adhesion check, With the correct choice of methods for determination of adhesion etc，Coated，Ensure coating quality.

Lamps and lanterns of injection molded parts；Vacuum coating；Adhesion, etc；Checking method；Coating quality.

陶永亮，男，（1956年～），上海人，高级工程师。从事注塑模设计及工艺，注塑工艺、产品质量和标准化管理等工作。