汽車塑料件涂裝工藝探討

摘要： 介紹了汽車塑料件涂裝的作用，討論了汽車塑料件涂裝工藝與車身涂裝工藝的區(qū)別，從表面處理、底漆噴涂、面漆噴涂及面漆修飾等方面詳細(xì)介紹了塑料件涂裝工藝要求。
關(guān)鍵詞： 汽車塑料件； 涂裝工藝； 前處理


0　引言

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，塑料在汽車制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)人們對(duì)塑料件涂裝質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，因此如何提高塑料件涂裝的質(zhì)量成為需要解決的關(guān)鍵課題。汽車塑料件涂層有3個(gè)作用，一是裝飾作用，提高外觀的鮮艷性，達(dá)到與車身相同的高級(jí)裝飾性效果；二是保護(hù)作用，汽車塑料件涂裝后可提高其耐候及耐酸堿、耐化學(xué)溶劑、耐鹽霧性，抗老化，延長(zhǎng)使用壽命；三是提高其抗磕碰劃傷和抗石擊性。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。汽車用的的內(nèi)外裝飾件大部分為熱塑性塑料，如保險(xiǎn)杠、儀表板等；有的內(nèi)裝飾件為熱固性塑料，如煙灰缸等，汽車的外飾件如保險(xiǎn)杠和內(nèi)飾件如儀表板，用的材料主要為聚丙烯（PP）；尾翼、中控面板、把手用的材料主要為ABS塑料。塑料件上的有機(jī)硅脫模劑、油污和手汗，會(huì)嚴(yán)重影響塑料件上涂層的附著力，涂裝前必須徹底清除。另一方面，汽車用的塑料不導(dǎo)電，表面張力低，具有靜電，濕潤(rùn)性較差，這些因素都會(huì)影響涂膜的附著力。所以，汽車塑料件涂裝極為重要。

1　汽車塑料件與汽車車身涂裝工藝的區(qū)別

汽車塑料件涂裝工藝與汽車車身涂裝工藝的主要區(qū)別有三：1）汽車塑料件涂裝沒(méi)有磷化處理和電泳；而汽車車身涂裝工藝有磷化處理和電泳。這是因?yàn)槠囓嚿聿捎玫氖抢滠堜摪?，具備磷化的條件，磷化是重要的防銹手段；相反，汽車塑料件不生銹，不需要做防腐處理；2）汽車塑料件涂裝沒(méi)有中涂漆噴涂工序，而汽車車身涂裝有中涂漆噴涂工序； 3）汽車塑料件涂裝采用的是低溫漆，這是因?yàn)槠囉盟芰霞ㄈ鏟P、PE、PS、ABS、PC等）不能耐高溫，變形溫度在110 ～ 140 ℃之間，用高溫漆烘烤時(shí)就會(huì)變形；而汽車車身涂裝采用的是高溫烤漆工藝。

2　汽車塑料件涂裝工藝的流程

汽車塑料件涂層的構(gòu)成為：“底漆+色漆+罩光清漆”三涂層體系，其涂裝主要工藝流程如下：

前處理（除油、除脫模劑、清洗等） →吹擦凈→火焰處理→靜電除塵→噴涂塑料底漆→流平→干燥 →底漆打磨→吹擦凈→溶劑擦拭→靜電除塵→噴色漆→噴2K罩光漆 →流平→烘干→面漆修飾→交檢。

3　 汽車塑料件涂裝前的表面處理方法
3.1　化學(xué)處理法（又稱化學(xué)氧化法）
3.1.1　堿液清洗處理法（脫脂處理）

汽車上用的塑料件主要采用注塑工藝成型，注塑模具內(nèi)涂覆了一層以有機(jī)硅和脂肪酸類為主要成分的脫模劑。脫模劑會(huì)嚴(yán)重影響塑料件上涂層的附著力，容易造成漆面縮孔等缺陷，在涂裝前必須徹底清除。常用的方法為四堿除油法（脫脂處理），其工藝配方見表1。

化學(xué)除油后應(yīng)徹底清洗工件表面殘留堿液，并用純水清洗干凈，晾干、吹干和烘干。工藝流程為：上件→預(yù)脫脂→脫脂→水洗1→水洗2→純水洗→新鮮純水洗→吹干→烘干（60 ℃）→強(qiáng)冷。

3.1.2　用酸溶液進(jìn)行處理

對(duì)塑料表面進(jìn)行氧化液處理的有PE、PP、PS和ABS塑料等。其配方如下： K2Cr2O7為4.3%，H2SＯ4為 88.4%，水為 8.2%。

用此溶液處理10 ～ 12 min，處理溫度為40 ～ 45 ℃，即刻用清水沖洗干凈，讓其自干，或在50 ℃烘箱中烘干。這種方法是用酸性溶液對(duì)塑料表面進(jìn)行處理，使塑料表面導(dǎo)入親水性官能團(tuán)，調(diào)整其表面張力，提高表面濕潤(rùn)性能，達(dá)到提高附著力的目的。

ABS塑料經(jīng)脫脂后也可用較稀的鉻酸和硫酸液處理，配方為： H2CrO4 420 ｇ/Ｌ， H2SO4 190 ｍＬ/Ｌ。ABS塑料在此溶液中浸泡處理4 ～ 12 ｍｉｎ，溫度60 ~ 70 ℃，用水洗凈、干燥。

3.2　有機(jī)溶劑處理法

有機(jī)溶劑處理法和化學(xué)處理法相比，具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、不需要大的設(shè)備投資、能耗低、效率高的特點(diǎn)；但對(duì)環(huán)境和人體健康有一定的影響，且屬于易燃易爆產(chǎn)品，需要做好安全防范工作。

常用的有機(jī)溶劑有溶劑汽油、無(wú)水乙醇、二甲苯50%和乙醇50%混合物、異丙醇、甲苯、丙酮、丁酮等。丙酮、無(wú)水乙醇溶劑適用于聚苯乙烯及其改性品種，如ABS 和AS 等；異丙醇、溶劑汽油適合于清洗PP、PE、PS等。特別是異丙醇，由于處理效果較好，在很多公司得到廣泛應(yīng)用。

有機(jī)溶劑處理的方法比較簡(jiǎn)單，就是用干凈抹布蘸取溶劑，在塑料件的噴漆表面擦拭2遍左右，使油污、脫模劑徹底清除干凈。

3.3　火焰處理法（又稱火焰氧化法）

塑料表面極性低、張力小，如不進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?，涂裝后漆膜的附著力就達(dá)不到工藝要求。采用火焰處理法對(duì)塑料表層進(jìn)行加氧的極性化處理，使塑料表層分子帶上—C　O、—COOH等親水基團(tuán)，顯著提高塑料表面的極性，提高對(duì)涂料的潤(rùn)濕性和展布性，燃料為天然氣?；鹧嫣幚淼臏囟雀哌_(dá)1 000 ～ 2 000 ℃，可瞬間改變塑料表面的性能?；鹧嫣幚硇Ч容^徹底，環(huán)境污染小。

3.4　等離子處理法

等離子處理法簡(jiǎn)稱為靜電處理，等離子設(shè)備主要由等離子發(fā)生器、氣體輸送系統(tǒng)、等離子噴頭等組成。其工作原理是安裝一臺(tái)靜電離子發(fā)生器（產(chǎn)生離子風(fēng)），通過(guò)摩擦、感應(yīng)、剝離、擠壓的作用使空氣產(chǎn)生大量的正負(fù)電荷，形成一股正負(fù)電荷的氣流，以消除塑料件表面的靜電，將帶有電荷的粉塵吸附掉，風(fēng)速0.25 ｍ/ｓ。

4　噴涂底漆

汽車塑料件用底漆和車身鋼鐵件用底漆有很大的區(qū)別，目前最常用的是單組分丙烯酸塑料專用底漆，噴涂平均膜厚5 ～ 12 μm，塑料底漆的膜厚和車身鋼鐵件底漆厚度相比要薄一些，這是由于塑料制品的材質(zhì)不生銹，且硬度和強(qiáng)度低所決定的。如果漆膜過(guò)厚就容易開裂，硬度、強(qiáng)度降低，影響涂層的物理機(jī)械性能，縮短其使用壽命。采用空氣噴涂塑料底漆，空氣壓力0.4 ～ 0.6 MPa，涂料壓力0.4 ～ 0.7 MPa，噴涂槍距150 ～ 300 mm，噴幅250 ～ 350 mm，涂料吐出量 200 ～ 500 mL/min，噴槍運(yùn)行速度0.4 ～ 0.8 m/ｓ，室內(nèi)溫度20 ～ 28 ℃，相對(duì)濕度50% ～ 75%，垂直風(fēng)速0.3 ～ 0.4 m/s， 施工黏度符合溫度-黏度曲線。

5　噴涂面漆

汽車塑料件噴涂的面漆， 各生產(chǎn)存企業(yè)均使用丙烯酸聚氨酯低溫色漆，噴涂色漆后用雙組分清漆進(jìn)行罩光。色漆分金屬漆和實(shí)色漆（也叫素色漆）。噴涂丙烯酸聚氨酯低溫漆的工藝參數(shù)為：空氣壓力0.5 ～ 0.7　MPa，涂料壓力0.4 ～ 0.8 MPa，槍距１50 ～ 300 mm，噴幅250 ～ 350 mm，涂料吐出量200 ～ 500 mL/min，室內(nèi)溫度20 ～ 28 ℃，相對(duì)濕度50% ～ 75%，風(fēng)速0.3 ～ 0.4 m/s。膜厚：金屬漆11 ～ 20 μm，實(shí)色漆15 ～ 25 μm，罩光漆30 ～ 40 μm，漆膜總厚度60 ～ 75 μm（底漆+色漆+罩光清漆）。

雙組分丙烯酸聚氨酯面漆施工時(shí)要注意的事項(xiàng)：1）漆和固化劑要嚴(yán)格按比例進(jìn)行調(diào)配，固化劑加入量過(guò)少，就不能和漆完成交聯(lián)反應(yīng)，涂層不
能完全固化干燥，保證不了質(zhì)量；2）漆和固化劑必須攪拌均勻，熟化期為1５ min。如果提前使用就會(huì)產(chǎn)生氣泡、斑點(diǎn)等缺陷；３）配好后的油漆必須在4 ｈ以內(nèi)用完，否則就會(huì)作廢不能再用，造成浪費(fèi)。

汽車塑料件的漆膜不能過(guò)厚，原因主要是：1）汽車塑料件（如保險(xiǎn)杠）普遍采用PP塑料，底材硬度較低，如果底漆較厚，會(huì)影響涂層的硬度，漆膜物理性能就會(huì)大打折扣；2）塑料件涂層沒(méi)有中涂漆，這是和車身鋼板生銹材料噴涂的區(qū)別之一。

噴涂塑料件底漆、面漆也可使用機(jī)器人噴涂作業(yè)，方法是噴涂面漆和罩光漆左右各２臺(tái)噴涂機(jī)器人（噴涂底漆左右各１臺(tái)噴涂機(jī)器人），工藝參數(shù)為：靜電噴涂電壓≤85 ｋV，槍距150 ～ 300 mm，噴幅250 ～ 350 mm，涂料吐出量200 ～ 500 mL/min，旋杯轉(zhuǎn)速15 ～ 30 kr/min，室內(nèi)溫度20 ～ 28 ℃，相對(duì)濕度50% ～ 75%，風(fēng)速0.3 ～ 0.4 m/s，接地電阻<1 MΩ 。

6　面漆修飾

面漆修飾工藝比較簡(jiǎn)單，工藝流程為：打磨→ 拋光→檢查。

打磨：對(duì)顆粒、渣點(diǎn)、橘皮、粗糙無(wú)光、雜漆污染、虛漆等缺陷用2000#水砂紙蘸水打磨至光滑。注意不要碰劃傷漆面，不要磨透漆膜。

拋光：對(duì)水打磨部位涂少許拋光液，而后用拋光機(jī)進(jìn)行拋光，直至達(dá)到和車身面漆無(wú)明顯的光澤差異。然后擦凈拋光殘液。

檢驗(yàn)：檢查手段為目視。外觀不得存在明顯影響外觀的缺漆、露底、流掛、橘皮、發(fā)花、顆粒、渣點(diǎn)、粗糙無(wú)光、雜漆污染、顏色不一致、裂紋、鼓包、痱子、砂眼、縮孔、針孔、碰劃傷等質(zhì)量缺陷。

7　結(jié)語(yǔ)

汽車用塑料件按涂裝工藝區(qū)別，分為兩大類，一是外飾件，二是內(nèi)飾件。以上著重介紹了汽車用外飾件的涂裝工藝，內(nèi)飾件的涂裝工藝與外飾件的涂裝工藝有一定的區(qū)別。比如汽車內(nèi)飾件涂層有亞光和無(wú)光之分，所以用的油漆材料有所不同。有的內(nèi)飾件不需要噴涂塑料底漆，進(jìn)行表面處理后直接噴涂駝色皮紋漆。這是由塑料件所處的的環(huán)境決定的。如何制定合理的塑料件涂裝工藝，要充分考慮工藝的可行性、科學(xué)性、合理性，還要考慮涂裝成本、涂裝質(zhì)量、涂裝材料、涂裝設(shè)備、環(huán)境等諸多因素。

（詳情見《現(xiàn)代涂料與涂裝》2015-10期）