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关于汽车塑料件的涂装工艺介绍
随着科学技术的飞速发展,塑料在汽车制造领域得到广泛应用。同时人们对塑料件涂装质量的要求也越来越高,因此如何提高塑料件涂装的质量成为需要解决的关键课题。汽车塑料件涂层有三个作用,一是装饰作用,提高外观的鲜艳性,达到与车身相同的高级装饰性效果,二是保护作用,汽车塑料件涂装后可提高其耐候性,以及耐酸碱、耐化学溶剂、耐盐雾,抗老化,延长使用寿命;三是提高其磕碰划伤和抗石击性。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。汽车用的的内外装饰件大部分为热塑性塑料。如保险杠、仪表板等;有的内装饰件为热固性塑料。如烟灰缸。汽车上用的塑料件主要采用注塑工艺成型,注塑模具内涂覆了一层以有机硅和脂肪酸类为主要成分的脱模剂。塑料件上的有机硅脱模剂、油污和手汗,会严重影响塑料件上涂层的附着力,很容易造成漆面缩孔等缺陷,在涂装前必须彻底清除。另一方面面汽车用的塑料不导电,表面张力低,具有静电,湿润性较差,这些因素都会影响涂膜的附着力。所以汽车塑料件涂装极为重要。汽车的外饰件如保险杠和内饰件如仪表板,用的材料主要为聚丙烯(PP);尾翼、中控面板、把手用的材料主要为ABS塑料。
1.汽车塑料件涂装与汽车车身涂装工艺的区别
汽车塑料件涂装工艺与汽车车身涂装工艺的主要区别有三:(1)汽车塑料件涂装没有磷化处理和电泳;而汽车车身涂装工艺有磷化处理和电泳。这是因为汽车车身采用的材质是冷轧钢板,具有了磷化的条件,磷化是重要的防锈手段;相反,汽车塑料件不生锈,不需要做防腐处理;(2)汽车塑料件涂装没有中涂漆喷涂工艺,而汽车车身涂装有中涂漆喷涂工序;(3)汽车塑料件涂装采用的是低温漆,这是因为汽车用塑料件如PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PC(聚碳酸酯等不能耐高温,变形温度在(110~140)℃之间,用高温漆烘烤时就会变形;而汽车车身涂装采用的是高温烤漆工艺。
2.汽车塑料件涂装工艺的流程
汽车塑料件涂层的构成为:“底漆+色漆+罩光清漆”三涂层体系,其涂装主要工艺流程如下:
前处理(除油、除脱模剂、清洗等)→吹擦净→火焰处理→静电除尘→喷涂塑料底漆→流平→干燥→底漆打磨→吹擦净→溶剂擦拭→静电除尘→喷色漆→喷2K罩光漆→流平→烘干→面漆修饰→交检。
3.汽车塑料件涂装前的表面处理方法
3.1化学处理法(又称化学氧化法)
3.1.1碱液清洗处理法(脱脂处理)
汽车上用的塑料件主要采用注塑工艺成型,注塑模具内涂覆了一层以有机硅和脂肪酸类为主要成分的脱模剂。塑料件上的有机硅脱模剂、油污和手汗,会严重影响塑料件上涂层的附着力,很容易造成漆面缩孔等缺陷,在涂装前必须彻底清除。
化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液,并用纯水最后清洗干净,晾干、吹干和烘干。工艺流程为:上件→预脱脂→脱脂→水洗1→水洗2→纯水洗→新鲜纯水洗→吹干→烘干(烘干温度为60℃)→强冷。
3.1.2用酸溶液进行处理
对塑料表面进行氧化液处理的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和ABS塑料等。其配方如下:
重铬酸钾(K2Cr2O7)4.3%
浓硫酸(H2S04)88.4%
水8.2%
用此溶液处理10-12分钟,处理温度为40-45℃,即刻用清水冲洗干净,让其自干,或在50℃烘箱中烘干。这种方法是用酸性溶液对对塑料表面进行处理,使塑料表面导入亲水性官能团,调整其表面张力,提高表面湿润性能,达到提高附着力的目的。
ABS塑料经脱脂后也可用较稀的铬酸和硫酸液处理,配方为:
铬酸(H2CrO4)420克/升
硫酸(比重1.83)190毫升/升
ABS塑料在此溶液中浸泡处理4-12分钟,温度为60-70℃,用水洗净、干燥
3.2有机溶剂处理法
有机溶剂处理法和化学溶液处理相比,具有工艺简单,操作方便,不需要大的设备投资,能耗低,效率高;但对环境和人体有健康有一定的影响,且属于易燃易爆产品,需要做好安全防范工作。
常用的有机溶剂有溶剂汽油,无水酒精,二甲苯50%和乙醇50%化合物,异丙醇,甲苯、丙酮、丁酮等。丙酮等。丙酮、无水乙醇溶剂适用于聚苯乙烯及其改性品种,如ABS和AS等;异丙醇、溶剂汽油适合于清洗PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PS(聚苯乙烯)等。特别是异丙醇,由于处理效果较好在很多公司得到广泛应用。
有机溶剂处理的方法比较简单,就是用干净抹布蘸取溶剂,在塑料件的喷漆表面擦刷两遍左右,使其油污,脱模剂彻底清除干净。
3.3火焰处理法(又称火焰氧化法)
塑料表面极性低、张力小,如不进行恰当的处理,涂装后漆膜的附着力就达不到工艺要求。采用火焰处理法对塑料表面层进行加氧的极性化处理,使塑料表层分子带上“-C=O”、“-COOH”等亲水基团,显著提高塑料表面的极性,提高对涂料的润湿性和展布性。
火焰处理装置的主要部件是喷灯,燃料是天然气。火焰处理的温度高达1000~2000℃,可瞬间改变塑料表面的性能。火焰处理效果比较彻底,环境污染较小。
3.4等离子处理法
等离子处理法简称为静电处理,等离子设备主要有等离子发生器、气体输送系统,等离子喷头等组成。其工作原理是安装一台静电离子发生器(产生离子风)通过摩擦、感应、剥离、挤压的作用使空气产生大量的正负电荷,形成一股正负电荷的气流,以消除塑料件表面的静电,将带有电荷粉尘吸附掉。风速0.25米/秒。
4.喷涂底漆
汽车塑料件用的底漆和车身钢铁件用的底漆有很大的区别,目前最常用的是单组份丙烯酸塑料专用底漆,喷涂平均膜厚:(5~12)µm,塑料底漆的膜厚和车身钢铁件底漆厚度相比要薄一些,这是塑料制品的材质不生锈,且硬度和强度低所决定的。如果漆膜过厚就会容易开裂、硬度强度降低,影响油漆涂层的机械物理性能,减少其使用寿命。烘干温度(70~80)℃,时间(25~30)分钟;采用空气喷涂塑料底漆.空气压力(0.4~0.6)Mpa,涂料压力(0.4~0.7)MPa,喷涂枪距(150~300)mm,喷幅:(250~350)mm,涂料吐出量(200~500)ml/min,喷枪的运行速度(0.4~0.8)m/(9),室内温度(20~28)℃,相对湿度(50~75)%,。垂直风速为(0.3~0.4)m/s.施工粘度符合温度粘度曲线。
5.喷涂面漆
汽车塑料件喷涂的面漆,各生产存企业均使用丙烯酸聚氨酯低温色漆,喷涂色漆后用双组份清漆进行罩光。色漆分金属色和实色漆(也叫素色漆)。喷涂丙烯酸聚氨酯低温漆的工艺参数为:空压力(0.5~0.7)MPa,涂料压力(0.4~0.8)MPa,枪距(150~300)mm,喷幅:(250~350)mm,涂料吐出量(200~500)ml/min,室内温度(20~28)℃,相对湿度(50~75)%。风速为(0.3-0.4)m/s。膜厚:金属漆(11~20)µm,实色漆(15~25)µm,罩光漆(30~40)µm。漆膜总厚度:(60~75)µm(底漆+色漆+罩光清漆)。
双组份丙烯酸聚氨酯面漆施工时要注意的事项:(1)漆和固化剂要严格按比例进行调配,固化剂加入量过少,就不能和漆完成交联反应,油漆涂层不能完全固化干燥,保证不了质量;(2)漆和固化剂必须搅拌均匀,熟化期为15分钟。如果提前使用就会产生气泡,斑点等缺陷;(3)配好后的油漆必须在4小时以内用完,否则就会作废不能再用,造成浪费。
汽车塑料件的漆膜不能过厚,原因是:(1)汽车塑料件,如保险杠,普遍采用PP塑料,底材硬度较低,如果底漆较厚,会影响涂层的硬度。,漆膜物理性能就会大打折扣;(2)塑料件涂层没有中涂漆,这是和车身钢板生锈材料喷涂的区别之一。
喷涂塑料件底漆、面漆也可使用机器人喷涂作业,方法是喷涂面漆和罩光漆左右各两台喷涂机器人(喷涂底漆左右各一台喷涂机器人),工艺参数为:静电喷涂:电压≤85KV,,枪距(150~300)mm,喷幅:(250~350)mm,涂料吐出量(200~500)ml/min,旋杯转速(15000~30000)转/分钟。室内温度(20~28)℃,相对湿度(50~75)%。风速为(0.3-0.4)m/s,接地电阻<1MΩ。
6.面漆修饰
面漆修饰工艺比较简单,工艺流程为:打磨→抛光→检查。
打磨:对颗粒、渣点、桔皮、粗糟无光、杂漆污染、虚漆等缺陷用2000#水砂纸蘸水打磨至光滑。注意不要碰划伤漆面,不要磨透清。
抛光:对水打磨部位涂少许抛光液,而后用抛光机进行抛光,直至达到和车身面漆无明显的光泽差异。然后擦净抛光残夜。
检验:检查手段为目视。外观不得存在明显影响外观的缺漆、露底、流挂、桔皮、发花、颗粒、渣点、粗糟无光、砸漆污染、颜色不一致、裂纹、鼓包、痱子、砂眼、缩孔、针孔、碰划伤等质量缺陷。
汽车内饰件发挥的作用