汽車保險杠油漆耐水性研究

閆曉娜

【摘 要】文章通過分析某出口車保險杠油漆起泡故障率，發現不同供應商生產工藝、基材、油漆的不同導致產品對高濕、高熱的環境下會出現不同程度起泡的規律，通過改進措施提高產品耐水性，解決保險杠起泡問題。

【關鍵詞】起泡；生產工藝；基材；油漆；耐水性

【中圖分類號】U463.326 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）10-0029-04

0 前言

隨著合成化學工業的發展，塑料品種增多，性能不斷地提高，采用工程塑料代替各種金屬材料是一種技術進步的表現和趨勢。塑料的耐蝕性能好，密度小，有些工程塑料的力學性能不亞于金屬材料，現代汽車上有很多的部件都是塑料制品。汽車要省油，就要輕量化，因此塑料在汽車上的應用在全球呈增長的趨勢[1]。

汽車塑料件噴涂的目的是提高其外表裝飾性和耐候性，車身外觀裝飾塑料件涂層，要求與車身的相同，能消除表面缺陷和改善表面性能（提高耐候性、耐藥品試劑性、耐水性等）。

出口車由于在海運過程中需要對前后保險杠做貼膜保護，在粘貼過程中存在局部不貼合、膜與保險杠之間會存在氣泡的情況，陰雨高濕天氣會導致氣泡中充滿水及水汽，在高溫、長時間浸泡下給漆膜起泡埋下了隱患，因此出口車保險杠對油漆的耐水性要求更高。

出口哥倫比亞和厄瓜多爾的N300車型反饋存在前后保險杠油漆起泡的問題（如圖1所示），基本型和標準型的車都存在此問題，涉及“方鑫”“雙林”和“恒佳”3家前、后保險杠油漆生產供應商。對售后反饋的故障車的數據進行詳細分析，具體的故障比率見表1。

前、后保險杠油漆起泡的故障率達到22%，嚴整影響售后的IPTV值（千臺車故障率），從而會使售后的CPV值（單臺維修成本）變高。

2 油漆耐水性影響因素的研究

2.1 表面處理

前處理是涂裝作業的基礎，是不可缺少的重要工序，是提高保險杠涂膜附著力、耐蝕力的關鍵環節，因此前處理質量高低，直接關系到保險杠噴涂質量的優劣。表面處理能夠提高涂膜的防腐防銹性能，延長涂膜的使用壽命，提高涂膜對保險杠的附著力，并能使保險杠得到均一的涂膜性能[2]。從塑料件表面去除各種污垢，如除油（也稱脫脂），以保證涂膜的理化性能和產品的質量，常見的污垢有灰塵、油污、舊涂膜等。

對“雙林”（基本型前、后保險杠）、“方鑫”（標準型前保險杠）、“恒佳”（后保險杠）進行噴涂前處理現場審核，3家供應商的情況對比見表2。

雖然3家供應商的前處理都存在差異，但從現場察看確認，3種前處理方式都可以保證零件表面全覆蓋，對油漆耐水性沒有很大的區別。

2.2 油漆與基材的研究

塑料件的噴涂工藝一般分為底漆、色漆及面漆，涂底漆的目的在于提高涂層抗滲透能力，增強對基材的保護，掩飾零件表面細微缺陷，加強色漆與零件表面的附著力，保證面漆涂層的顏色的均勻性。

保險杠經涂底漆、底漆流平后涂裝色漆，這是完成涂裝工藝過程中的關鍵階段。涂色漆的作用是提供所需的裝飾顏色，使外觀達到設計的要求，并且保護零件表面不受外界環境大氣、酸雨污染的侵蝕，防止紫外光線穿透，大大增加抗老化能力[3]。

涂清漆的作用是增強面漆涂層抗外界侵蝕能力，保護色漆涂層不被氧化，增加面漆色彩的光澤，使產品外觀更加鮮艷。

從對3家供應商的油漆噴涂的現場操作來看，未發現存在問題，員工按照噴涂作業指導書進行，無露底等質量缺陷，員工的噴涂手法固定，操作工噴涂的走槍順序明確。為快速有效地解決此問題，對故障車進一步細化，找出不同車型、不同保險杠供應商的問題故障率（見表3）。

通過上述的細化發現，“青島雙林”和“青島恒佳”所噴涂的零件故障率很高，而“青島方鑫”和“柳州方鑫”所做零件的故障率底，同時“方鑫”的N300標準型前保險杠和N200的保險杠在零件材料及油漆、生產工藝方面是一致的。

2.3 油漆烘烤固化的研究

噴涂好的保險杠經流平后，需進入固化爐進行固化處理。涂料的烘烤固化是油漆的一個熔融、化學反應過程，它使涂膜變硬、耐摩擦，是涂裝工藝中重要的一個環節。完全的烘烤包括烘烤時間和溫度，它將決定涂膜的性能和特性，烘烤不足可導致涂膜厚度不均勻、附著力差、耐候性差、強度和硬度下降，烘烤過度輕則涂膜失色，重則涂膜焦化，機械強度嚴重下降[4]。烘干溫度不宜過高，本文中塑料件的烘烤溫度一般控制在70～80 ℃，時間控制根據不同的油漆要求設定，但其附著力、硬度及厚度等性能都能滿足要求，烤漆房具有自動控溫裝置，并保持烘烤監控記錄，符合工藝要求。

從上面的分析中發現，3家供應商在前處理、噴涂工藝及烘烤工藝方面并無明顯差別，唯一存在差異的就是油漆及基材的選擇方面。下面將對不同基材和油漆的耐水性試驗進行研究，從而解決實際生產中塑料噴涂件耐水性差易起泡的問題。

3 耐水性試驗過程

3.1 油漆耐水性試驗標準的選擇

查看的圖紙上對前、后保險杠油漆的要求是參考《漆膜耐水性測定法》（GB/T 1733—93），此標準推薦甲、乙2種試驗方法，甲法是（23±2）℃/240 h，乙法是沸水浸泡，而且試樣底板要求是馬口鐵。我們圖紙上僅要求是采用甲法在（23±2）℃水浸泡240 h，目前不清楚是否適用于塑料外飾件。

汽車行業油漆標準《汽車油漆涂層》（QC/T 484—1999），其中對于塑料件的只能查到TQ10內飾件涂層，其耐水標準為50 ℃10個循環無變化[耐水性：將樣板浸在（50±1）℃的恒溫水浴中，觀察漆膜變化情況，加溫在（50±1）℃保持8 h，然后停止加熱，在保溫的設備中自然冷卻16 h為一個周期]，如采用車身標準TQ2，則耐水性為50 ℃ 20個循環無變化。

“江淮”的保險杠油漆是按照廠家技術要求在40 ℃熱水浸泡240 h。文中的所有試驗均是按照此標準對油漆進行水浴實驗。

3.2 試驗樣品與方法

（1）用“雙林”的基材和油漆噴涂不同厚度的油漆膜厚來確認膜厚對油漆耐水性的影響。

（2）分別用3家供應商不同的基材和油漆做耐水性試驗（如圖2、圖3所示）。

所有做40 ℃耐水性試驗樣品都符合產品試驗大綱的其他要求。表4為產品的試驗結果，均符合要求。

3.3 漆膜厚度對耐水性影響

雙林油漆供應商曾進行過底漆膜厚只有5 μm的耐冷水性試驗（23 ℃/240 h），耐水性大大降低，24 h就起泡（如圖4所示）。與SQ一起對“雙林”前后保險杠底漆膜厚只有8 μm的耐水性試驗40 ℃/240 h，僅做了約36 h就已明顯起泡，漆膜有水浸變色的痕跡（如圖5所示）。從水浴試驗看，底漆膜厚是油漆起泡的一個影響因素。

對此采取的措施是底漆噴涂由2遍改為3遍（膜厚要求由≥8μm改為≥15μm），并目視檢查顏色均勻、無露底材后再進行色漆噴涂。

3.4 油漆及基材對其耐水性的影響

對不同保險杠基材和油漆的匹配耐水性試驗主要經過2輪驗證，具體結果見表5和表6，表格中樣品編號1、2、3、7、8、9、12耐水實驗合格，樣品編號4、5、6、10、11耐水試驗不合格。

從2輪試驗結果看，“雙林”和“恒佳”的油漆無法滿足40 ℃/240 h的耐水性試驗。“方鑫”的保險杠可以滿足40 ℃/240 h的耐水性標準。從反饋的故障車比例看，“雙林”和“恒佳”的保險杠故障比例明顯高于“方鑫”的零件，而“方鑫”保險杠的油漆和基材與N200相同，N200的出口車并沒有反饋此問題。由此可以推論，“方鑫”所使用的油漆和基材的耐水性標準可以滿足出口車的要求。針對此結論，最終確認對“雙林”“恒佳”及“青島方鑫”參考N200的材料、油漆、生產工藝組織生產。

4 實驗結果在實際生產中的應用

為確定供應商的過程控制情況和零件質量，對措施執行后的保險杠進行耐水性試驗。

審核供應商及零件為“青島雙林”基本型前保險杠、后保險杠和“青島恒佳”標準型后保險杠。實驗結果見表7。從實驗結果看，“雙林”和“恒佳”更改基材和油漆后符合標準的要求。措施執行后，出口車在海外的碼頭質量檢查時此問題的故障消除，出口車保險杠起泡問題得到解決。

5 結語

本文從現場經驗出發，對出口車保險杠的油漆耐水性進行了一些探討，并利用探討的結果對生產中存在的問題進行改進，提高車輛保險杠的油漆耐水性，減少顧客抱怨，節約返修成本。

參 考 文 獻

[1]劉波.談現代汽車車身塑料件及其涂裝[J].上海塑料2007（4）.

[2]陳振發.粉末涂料涂裝工藝學[M].上海：上海科學技術文獻出版社，1997.

[3]王錫春.最新汽車涂裝技術[M].北京：機械工業出版社，1998.

[4]佚名.涂裝設備與技術[M].武漢：武漢工業大學教材，2012.

[責任編輯：鐘聲賢]