汽车外饰塑料件涂装及涂料质量评价分析

刘壮

摘 要：新世纪半个多世纪以来，为了更好地提高汽车的碰撞安全系数，塑料保险杠逐渐得到应用：近年来，为了更好地实现汽车的轻量化和汽车零部件原材料的可回收性（生态环保法规）需要回收，汽车零部件塑化的比例越来越高。塑料行业取得了快速发展的态势。各种橡胶制品以其质轻、耐腐蚀、易于生产加工等特点被广泛使用。简要详细介绍了汽车外饰塑料件喷涂的目的、加工工艺和油漆质量。执行了与常见故障模式的审查和分析相关的新项目。

关键词：汽车外饰塑料件涂装 涂料质量 评价分析

1 前言

现阶段，一辆汽车的塑料件使用量已达到200kg左右，在日系车中占整车质量的比重30%—40%。外塑件也從保险杠扩展到后镜壳、门把手、后翼子板、侧裙防雨罩、水箱格栅、车牌防雨罩、防刮条、轮毂盖等。当前，在汽车涂装生产中，自动喷涂系统的应用已成为衡量涂装生产线工艺水平高低的重要因素，自动静电喷涂机是广泛采用的自动喷涂系统之一，其工艺参数的设置直接影响车身涂装质量。所以成为当下一种流行的喷涂方式。在国外一些大型汽车公司的新车设计方案中，汽车引擎盖、行李箱盖、挡泥板等零部件也使用了塑料材料，塑料化的发展非常显着。用于汽车外饰件的塑料有多种类型，例如 PP、ABS、PA 和 GFP。常见的表面处理方法有模具着色、喷漆、装饰设计保护亮镀（镀铬）等，下面就外部塑料件涂料的作用规定、涂装工艺、新的质量评价项目和常见的失效模式进行讨论。

2 汽车外饰塑料件涂装的目的

虽然塑料件不易生锈，但具有耐腐蚀性和一定的装饰艺术性，但在塑料件上喷涂合适的涂层仍然可以增加使用寿命并提高相关性能。一般来说，喷塑件的目的关键在于以下3个三个层次：第一，装饰设计效果：达到高光外观、与车身同色或异色、装饰艺术的实际效果;第二，保养效果：提高塑件的抗紫外线、耐洗、耐化学品、抗老化性能;第三，特殊功能：根据喷涂防刮涂层，提高零件表层的防刮性能。

3 汽车外饰塑料件涂装工艺

现阶段我国汽车外饰塑料件喷涂生产线大多采用手工喷漆，涂装结构多为“底漆+色漆+清漆”三层管理体系，表面也有即时喷漆ABS等原材料。“色漆+清漆”两镀层结构。典型的外塑件喷涂生产工艺流程如下：处理阶段（去油、表面活化、清洗等）→喷底漆（1K底漆自干漆或2K底漆烘干处理）→喷色漆-→喷清漆（2K清漆）→干燥处理→面漆装饰→检验。

根据塑料的不同特性，喷塑存在以下加工工艺问题：①塑料壁或材料表面低，边界膜摩擦阻力大，损害漆膜的附着力;②塑料的热变形温度低。涂料干燥干燥，加热温度有限：③塑料注射成型过程中使用的脱模剂等污染物不易清洁整齐，造成漆膜收缩等缺陷，甚至不成型，影响附着力和其他性能：④手动喷漆的可变性使得难以控制漆膜厚度和偏色。一般来说，ABS材料表面高，涂层附着力较好，但其耐高温性较差，干燥处理温度较低：PP原料由于表面低，不易喷涂。因此，必须根据板的类型有目的地选择使用哪种涂层。同时，根据选择不同的外饰，相应的喷漆死角也就不相同，对应的技巧也就不相同，例如，如果喷漆的部位在拐角部位，则需要调节喷漆枪的喷漆面积等等。如图1所示。

4 汽车外饰塑料件涂料质量评价

应用塑料涂料作为装饰设计和维护的原材料必须结合被涂塑料材料的性能要求，与板材很好地结合，并与板材融为一体，才能得到充分利用。因此，对塑件涂层质量的评价分为以下几个等级。

4.1 原材料理化性能

新项目的重点评价有固含量（原车漆固含量和工程施工固含量）、粘度（原车漆粘度和工程施工粘度）、稀释剂比例、储存可靠性、相对密度、粒径、开闪等待。其中，固含量、粘度和储存可靠性指标值直接反映涂料的成本、施工和储存性能。

第一，固含量：即原料中不挥发的含量，反映涂料中关键的破乳化学物质。测量方法：将少量试件置于干燥且准确称重的容器中，使试件在容器底部均匀涂上清漆，在规定温度下烘干称重，测定其质量和质量。试件质量的比值。

第二，粘度：是涂料原料的关键化学成分之一。在油漆工程施工的整个过程中，粘度太高，施工困难，损害漆膜外观：如果粘度太低，很容易造成失光、不均匀等问题。因此，有必要检测和控制粘度。在施工的特殊自然环境下，需要将喷漆调整到合适的粘度。涂料粘度的检测标准有很多，但现阶段比较常用和方便的方法是用出料杯测量出料时间来表示原料的粘度。实际见GB/T 6753.4-1998等规范。对粘度评论的误解：以往的评论中，低粘度涂料固含量低，但实际上，随着涂料技术和环保法规的发展，高固、低粘度涂料也是一种发展。

4.2 施工性能

工程施工性能是涂料在施工全过程中应具备的性能。主要表现在施工全过程的施工方法、施工条件和涂装条件。其质量的关键在于施工难度。在这个层面上，喷涂的高效率和成本立即受到影响。因此，对涂料施工性能的评价变得越来越关键。现阶段大部分工程施工性能指标值是根据涂装工艺的具体情况设定的，重点考察以下几个新建项目。

（1）遮盖力：指清漆覆盖其底色的能力，这与清漆厚度的操纵直接相关。同时，根据喷漆料的配比，一般来说，乳白色、浅黄色、亮红色等油漆附着力较弱，大部分在30μm以上（浅灰色），有的在60μm以上（浅灰色）。施工现场应涂刷至能覆盖底色的厚度。有时在加工技术上是不可行的。如果达不到掩蔽水平，就无法保证色调的一致性，从而导致油漆附着力的好坏，对于色差的控制是非常有影响。现阶段对清漆涂料附着力的检测大多采用浅灰纸测量法。覆盖浅灰色时的漆膜厚度表示油漆附着力。也是衡量工程在施工状态下对面漆的附着力，必须努力满足加工工艺质量的要求。如对于外观的要求，底漆的厚度要在20—30μm;单面漆的厚度要在15—25μm;金属面漆厚度需要在15—25μm;清漆厚度25—35μm;总厚度70—90μm;返工厚度需要不能超过180μm。

（2）流挂和针孔极限：关键观察是在自然环境标准下，所有工程施工粘度正常的油漆都喷涂在垂直面上，受力影响。当湿膜厚度达到一定程度时，部分湿膜表层会在未干之前滴落。造成失光（针孔）时匹配漆膜的厚度，表明了涂层失光（针孔）或抗流挂（针孔）性能的极限。控制这种性能对于塑料清漆的工程结构至关重要。

4.3 漆膜性能

漆膜的性能是涂料最关键的性能。它显示是否需要實现各种功能。关键是装饰设计水平、冲击韧性水平、抗异物性和抗气候脆化能力。

（1）漆膜的外观性能：作为装饰艺术的关键体现，非常受欢迎客户关注。一般汽车外饰塑料涂层的光泽度（20）不低于85%，明显的DOI（用BYK桔皮仪准确测量的DOI）不低于80%，颜色与车身的铸件应尽可能小，以保持颜色一致。

（2）机械设备性能：附着力是最基本的性能，必须首先保证，如果附着力差，就会浪费漆膜的其他性能。测量漆膜附着力的方法有很多。现阶段常用且简单的方法是横切试验法，即以一定间隔的横切数控刀片在漆膜上进行横切激光切割，将材料切穿并评价其性能，油漆的附着力。抗高压水清洗实验是在模拟洗车厂高压水泵时研究漆膜抵抗性能的新项目。一般来说，新项目未通过与漆膜附着力差有一定关系。符合实际情况即可能出现的情况。漆膜的抗划伤性与强度有关，因此漆膜的强度也必须注明，一般硬度不应低于H级。

5 汽车外饰塑料件涂层常见的失效形式及分析

5.1 附着力不良

漆膜附着力有两个原理：机械设备附着力和有机化学附着力，其中有机化学附着力包括静电力、范德华吸引力、共价键相互作用和有机化学吸引力。在汽车外饰塑料件的三层结构（底漆+色漆+清漆）中，附着力差可分为3种方式：底漆与底材、色漆与底漆、清漆与色漆。底漆与底材的附着力差：主要是底漆与底材没有配套设施或底材表面处理不当：色漆与底漆之间面漆附着力差：关键是底漆表面对环境的污染和面漆表面活性点的减少。这种情况一般是面漆喷涂后长时间不烤造成的，清漆和色漆之间附着力差。是因为清漆与色漆没有配套的缘故。

5.2 耐水试验后起泡

涂层气泡的渗透浓缩效应根据半透膜的基本理论：水通过涂层和底涂层或壁面或材料。表面的盐分和吸水化学物质融合在一起，当水积累到足够的量产生水溶液时，它们会膨胀并引起地应力，因为渗透浓度的作用促使水的不断增加。气泡。有些气泡会在涂层干燥过程中消退，有些则是永久性的。

起泡的主要原因是：板材表面处理不良，残留油渍和可溶性盐类等化学物质：油漆施工全过程中有机溶剂蒸发不当，破乳后内部残留有机溶剂：溶于油漆配方 颜填料。

6 结论

随着汽车塑化进程的加快，外饰塑料件的喷涂技术也获得了长期的发展，涂料的质量也越来越高。评价它的质量，就要关注涂层的特性，着重它的作用。对原材料、工程施工性能、破乳后性能进行全面、全方位的考察。漆膜的失效也是各种因素综合作用的结果。它涉及原材料、加工技术及其在自然环境中的应用的整个过程中，得到成效。

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