淺談汽車外飾塑料件噴涂工藝

張坤磊

蕪湖毅昌科技有限公司 安徽蕪湖 241000

目前，汽車涂裝行業中，自動化噴涂系統的使用已經成為決定涂裝生產線技術水準的一個重要指標，其成了目前最受歡迎的噴射方法。國外一些汽車企業在新車型的設計方案中，對汽車發動機罩、后備箱蓋、擋泥板等部件均進行了大量的應用，可見其發展是十分顯著的。汽車外殼所用的塑料種類很多，如聚丙烯、ABS、PA及GFP等。

汽車外飾塑料件涂裝工藝

目前，在國內，汽車外飾塑料件的噴涂生產線，大部分都是使用的手工噴漆，涂裝結構主要是“底漆+色漆+清漆”三層管理體系，而且在其表面，還會有即時噴漆 ABS等原材料，如采用“彩色涂料+光亮涂料”雙涂層結構。由于塑膠性質的差異，其噴涂過程中會出現如下技術難題。

1）塑料壁面或材質表層較薄，界面膜間的摩擦力較大，對漆膜的附著有不利影響。

2）塑料具有較低的熱形變溫度，由于涂層是干燥的，所以加熱溫度容易受到限制。

3）在塑料注塑成型的過程中，所用到的脫模劑等污染物不容易被清理干凈，這就會導致漆膜收縮等缺陷。

4）手工噴漆的可變性，會讓漆膜厚度和偏色變得更難控制。總體而言，ABS的表面質量和涂料的結合力都很好，但是它的耐熱性和干燥的溫度都很低；PP的原材料因為表面質量的原因，很難噴涂。所以，要有針對性地選擇所要采用的涂料，這取決于面板的種類。同時，按照所選的外觀，噴漆的盲區也是不一樣的，相應的處理方法也是不一樣的，比如噴漆的位置是在拐角位置，那么油漆槍的噴漆面積就要調整好等。

汽車外飾塑料件涂料質量評價

將塑料涂料用作裝修設計及維修的原材料，應與所涂塑膠材料的性能需求相配合，并與板材相配合，使其達到最佳使用效果。為此，本文將塑料制品的涂覆質量劃分為如下幾個級別。

1.原材料理化性能

原材料理化性能主要包括固含量、黏度、稀釋劑配比、貯存可靠性、相對密度、粒徑及開閃點等。其中，固含量、黏度及貯存可靠度等指標直接反映了涂層的造價、施工及貯存特性。

固形物即原材料中的非揮發物，反映了破乳劑中的關鍵性化學成分。固含量測量方法為：取一小部分樣品放入一個干燥而精確稱量的器皿內，將樣品均勻地覆蓋在器皿的底部，然后用一定的溫度進行干燥后稱量，然后測量其質量。

油漆原材料第二個主要性能是黏度。在涂料工程的全過程中，黏度過高會使涂料難以涂布，影響涂料的外觀；黏度過低會使涂料失去光澤，不均勻。所以，對其進行檢測與控制是十分必要的。在特殊的自然條件下，涂料必須調節至適當的黏度。目前，對油漆黏度的測定有多種方法，目前較為普遍且簡便的是采用出料杯法測定出料時間的方法。具體內容請參照GB/T 17583.4—1998等技術規程。

2.施工性能

工程可施工性是指在整個施工過程中，涂料必須具有的性質。具體體現在整個施工過程中的施工方法、施工條件、噴涂條件等方面。施工難度是影響工程質量的主要因素。從這一角度來看，噴霧的高效性和費用都是直接的問題。所以，如何評估涂料的成膜性就顯得尤為重要。在目前階段，大多數工程建設的性能指標都是按照涂裝工藝的具體條件來設置的，并對下列一些新的項目進行了研究。

1）包衣力，是一種涂料包衣，它的基色的能力直接關系到涂料的厚薄。油漆要達到能遮蓋底層的厚度，在處理工藝中，有時候并不切合實際。如果不能達到遮光程度，就不能保證色彩的一致，進而造成涂料的粘著性，這對色差的控制有很大影響。目前，對漆膜的粘合性能的測試，主要是使用淺灰紙進行。當涂料被涂成淡灰色時，涂料的厚度就表明涂料的粘結力。也就是在工程中，對面漆在施工過程中的附著性，要盡力達到加工過程中的質量要求，再加工的厚度不能大于180μm。

2）流掛與針眼限度：主要觀測的是，在自然條件下，對工程建設中的所有黏稠度正常的涂料，均在豎直表面上進行了噴射，并受到了外力的影響。在浸漬過程中，浸漬膜的表面有一部分在浸漬過程中發生了滴水現象。涂層在產生失光（針孔）時所對應的膜層厚度是決定其失光（針孔）和抗流掛（針孔）能力的最大限度。這一特性的調控對工程上的塑料清漆的制造具有重要意義。

3.漆膜性能

漆膜性質是涂層的最重要性質，它表明了不同的功能是否需要被實現，其主要影響因素為裝飾設計水平、沖擊韌性、抗外來物質及耐候性等。涂料薄膜是一種重要的裝飾藝術，受到廣大用戶的高度重視。要求整車外部塑料涂料的光澤度（20）至少達到85%以上，顯著 DOI （由 BYK橘皮儀精確測定）至少達到80%以上，且與車體的鑄體顏色盡量接近，使其與車體顏色保持一致。耐高壓水洗試驗是一個新的課題，通過模擬汽車洗車廠的高壓水泵，來研究耐高壓水洗涂層的耐高壓性能。一般而言，新產品的不合格與涂料的附著性有一定的聯系。漆膜的耐刮擦力與涂層強度相關，所以涂層強度也要標明，涂層的總體硬度不得低于 H級。

案例分析

1.項目背景

某公司開展了“汽車零件噴涂工藝”的技術研究，在噴涂前的表面處理過程中，應用了火焰處理技術，使用了強氧化焰來氧化零件的表面，從而增加了底板的表面張力，使得涂料能夠更好地與底板的表面結合，從而提高了涂料的附著力。在預處理后，應用先進的靜電噴涂工藝，對預處理后的零件進行“三涂一烘”，以增強涂料的耐蝕性，改善漆的品質，并確保一次完成度。本項目開展的是汽車零件的噴涂工藝研究，在完成該研究之后，其技術水平將處于國內領先地位，這將會對我國目前汽車零件的噴涂技術水平起到一定的促進作用，從而進一步縮短與國外的差距。本課題的開展，將使國內汽配行業在這一領域實現突破，有效地滿足汽配行業對高質量產品的需求，顯著提升汽配表面裝飾性能、耐腐蝕性能，促進汽配行業整體技術水平的提升。

2.主要技術

項目展開了對汽車零部件噴涂工藝的優化設計，使用火焰處理技術，對汽車零部件展開噴涂前的表面處理。與此同時，使用靜電噴涂技術，展開噴底漆、噴色漆、噴面漆及烘干等噴涂工序，并對噴涂后的產品進行拋光處理，使得汽車零部件噴涂后表面均勻、平整、光滑。

它的技術路線如下：

1）在噴漆前，采用弱酸性的清潔劑預脫脂/脫脂，以防止零件上的油污對涂料的附著力、干燥性、涂料的耐腐蝕性及裝飾性產生影響，導致涂料起泡、脫落，甚至整張涂膜脫落。

2）將脫脂后的汽車零件用水洗掉，除去零件上殘余的化學物質，然后用去離子水徹底清潔零件上的表面，去離子水的純度必須是導電率不超過10μS/cm。

3）在清洗過的汽車零件上，用吹風機干燥，使零件表面不留水，以保證噴漆質量。

4）為增加噴漆后涂料的表面張力，使用800～1200℃的強氧化焰對涂料進行涂飾，為保證涂飾后涂料的黏合性，需要涂飾后涂料的表面張力大于34×10-3N/m。

5）進行底漆的噴灑，使用濕觸式底漆，在10min的快速干燥后，可以不進行烘干而直接噴灑顏料。選擇具有良好的防銹性能（鹽霧時長≥500h），與基材的附著力強（能同時適用于多種基材），與中涂或面漆的結合力好，涂膜力學性能好的涂料作為底漆，以確保涂層的附著力和防腐性能。

6）噴色涂料，利用靜電噴涂技術，以增強涂料的耐磨性，增強與底漆的黏結力，改善被涂物體的平整度、光滑度，控制干燥時間，減少橘皮的短波，以及增加涂料的鮮映性。

7）對汽車零件進行噴清漆，使其具有優異的耐候性、鮮映性和光澤性。

在表面處理方面，使用火焰處理技術，利用強氧化焰對工件進行氧化，在工件表面形成極性基團，增加了工件表面張力，使得涂料能夠更好地與工件表面粘合，增加了涂料的黏附力。本機使用了先進的靜電噴涂工藝，可調整噴槍的結構和涂布參數，使漆膜在噴涂時形成更精細的霧滴，從而改善漆膜的外觀品質。

發展趨勢

隨著汽車行業的發展，降低環境污染、降低成本和提高產品質量已成為當前汽車行業發展的主要目標。最近十多年來，圍繞著質量、環保、成本，在新材料、新工藝及新技術等各方面都取得了很大的進展。除了傳統的三層涂料系統中廣泛采用了環保材料之外，以往不能實現的先進的新工藝、新技術正被采用或即將采用，預示著車身涂料技術將進入新的發展階段。

科技進步與過程革新是推動工業升級與產品等級提高的重要因素。汽車涂裝行業將把重點放在提升自主創新能力上，轉變經濟增長方式，提升經濟運行的質量和效率，加速汽車涂裝先進生產力的建設。通過“三大創新”，即科技創新、運營管理創新和產業鏈整合創新，新材料新工藝的運用，對推動國內汽車涂料產業的轉型升級，提升國內汽車涂料的工藝技術水平，提升國內汽車涂料的科技含量，提升國內汽車涂料的質量等級，具有重要意義。ERP企業資源計劃、PDM產品數據管理系統以及信息網絡技術的廣泛運用，將會使汽車零部件涂裝企業商品的購、銷、存等流轉過程得到更快的發展，從而使企業的操作流程更加規范化，加快企業的生產效率，使企業的市場應變能力得到極大的提升。汽車涂裝行業將逐漸與國際消費趨勢的主流相適應，從生產低檔次產品向高質量、高檔次及高附加值的產品方向發展，逐漸完善上下游產業鏈，向價值鏈高端方向發展。

結語

在汽車增塑化過程中，外部塑料零件的噴涂工藝經歷了較長時間的發展，涂層品質不斷提高。要對其進行評估，應注意涂料的特點，注重涂料的功能。從原料、工程施工、破乳后的性能等方面進行了全面的評價。涂層的破壞也有多種原因。它涉及到原材料、處理技術。以及它們在自然條件下的運用，因此，應加強汽車外飾塑料噴涂工藝的研究，以提高噴涂質量，增強汽車塑料外飾的美觀和實用性。