汽车塑料件涂装技术及检测方法程为华Word下载.docx
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由于塑料件表面沾有油污、手汗和脱模剂等污染物，如果直接喷涂会造成漆膜附着力变差，涂层易产生龟裂、起泡和脱落等问题，因此涂装前必须进行除油处理。
常用脱脂方法是用碱液清洗法，常见的脱脂剂配方如表1所示，其化学反应：
（R—COOH＋OH－=R－COO－＋H2O），由于槽液杂质、污物积累，造成槽液污物再次附着在塑料件表面，影响涂层质量，因此应加强槽液的过滤与更新管理。
表1：
脱脂剂常见配方工艺
项目
工艺参数
氢氧化钠（g/L）
50～70
磷酸钠（g/L）
20～30
碳酸钠（g/L）
10～20
表面活性剂（g/L）
5～10
温度／℃
50～60
处理时间／min
10～15
2．静电除尘：
由于塑料制品是绝缘体，表面电阻一般在1013Ω以上，易产生静电效应，造成空气中的细小灰尘因静电作用而吸附着于塑料件表面，因而普通空气吹气法很难吹净。
目前普遍采用的是高压离子化空气流吹气法，以达到除电、除尘效果。
3．湿润和粗化：
1）铬酸、硫酸混合液处理是比较简单、方便的传统配方工艺，它能使塑料表面的湿润性明显提高；
2）采取含水性高分子的水系表调剂室温喷淋工艺，处理时间为1min，喷射压力控制在0.5～1bar,活化的作用有助于除去硬水，把含憎水基的塑料表面转换为含亲水基的表面，从而在塑料表面形成一层均匀的薄膜，膜厚一般不超过5nm；
3）火焰处理：
采用压缩丙烷气作为燃料，进气压力0.5bar（200－250升/分钟）、燃气0.35bar（6升/分钟）、混合后压力为0.35bar，火焰的有效处理长度为7毫米到70毫米，火焰表面温度控制在1000-2000℃；
为防止塑料件变形，时间应控制在10秒以内，从而消除塑料表面层界膜阻力，增加塑料的表面能、浸润性及涂层整体附着能力。
三．常见塑料件涂装工艺及控制要点：
塑料件喷涂方式分手工空气喷涂和自动喷涂，手工空气喷涂是目前塑料件涂装较为广泛的喷涂方式之一；
主要是利用压缩空气的气流，将漆料从吸管吸入后，经喷嘴喷出，形成漆雾，从而涂布到零件表面上形成均匀漆膜的方法；
自动喷涂一般采用机器人、往复机等自动喷涂系统，但一次性投资较大，适合产量较大的流水线生产；
常见塑料件涂装工艺为：
底漆喷涂→底漆晾干→底漆烘干→底漆打磨→面漆喷涂，下面简单介绍常见塑料件涂装工艺及控制要点。
1．底漆喷涂：
喷漆室手工喷涂区风速一般设定在0.4～0.5m/s，工艺温度一般控制在18～35℃，相对湿度一般控制在60～70%，喷漆室空气洁净度一般要求大于5um粒径的微粒数为零，小于5um粒径的微粒含量小于1×
105/L；
若采用单罐供漆系统，则油漆施工压力一般控制在0.2～0.3Mpa，雾化空气压力一般控制在0.5～0.6Mpa，底漆采用两道喷涂，第一道闪干50s左右，膜厚控制在35～40um。
2．底漆晾干：
底漆喷涂后，湿漆膜中含有大量的有机溶剂，若直接进入烘干室，就会因溶剂挥发过快造成涂膜表面针孔、气泡等缺陷。
因此在底漆喷涂后必须进行底漆晾干，在晾干过程中，伴随着溶剂的挥发，油漆得以充分流平、展开；
晾干时间、风速对流平效果影响较大，控制不当易产生流平不良、桔皮等漆膜缺陷；
晾干时间一般控制在5～7min，风速一般为0.2～0.3m/s；
3．底漆烘干：
塑料件使用的底漆涂料是双组分涂料，目前使用的底漆涂料有快干型和普通型两种；
快干型底漆涂料可自然指干，但普通型底漆涂料施工后其自身不能自然快速固化，因而需要采取加热固化方法，目的是为了缩短涂料烘干时间和提高涂层性能，同时要考虑到塑料件自身耐热性能及易变形的特点，烘干温度不宜过高，一般控制在80℃左右，工艺烘干时间一般为20～30min。
4．底漆打磨：
底漆喷涂过程中表面或多或少存在诸如颗粒、流挂、少漆等油漆缺陷，为了给下道工序提供良好的油漆涂层表面，有必要对底漆件的表面进行打磨处理，打磨材料一般采用1000号水砂纸，打磨较大缺陷时可先使用400号砂纸粗磨，再用1000号细砂纸细磨一遍。
5．面漆喷涂：
面漆喷涂采用湿喷湿工艺，先喷底色漆再喷清漆；
底色漆采用单组分油漆，色漆喷涂膜厚根据油漆特性的不同而分别进行控制，金属色漆膜厚一般为12～18um，素色漆膜厚一般为25～35um；
喷漆工艺参数和底漆相同，底色漆喷涂后一般晾干5～7min后进入清漆喷漆室；
在喷涂清漆前可对色漆表面的颗粒或较小的缺陷用1200号抛光片进行修磨，修磨平整后对所修部位用空气补漆枪补喷色漆，处理完成后再进行清漆喷涂，清漆喷涂时各工艺参数和底漆相同。
四．塑料件涂膜常规检测项目及检测方法：
塑料涂装的质量检测方法种类较多（见表一所示：
塑料件常见检测项目），可归纳为对塑料制品的外观检测和性能检测两大类。
检测塑料件的外观检测，主要检测塑料件制品的颜色、鲜映性（DOI）、光泽等数据是否符合国家、行业或企业标准；
塑料件的性能检测主要是对耐老化、涂层附着力、耐腐蚀等性能进行检测。
下面重点对塑料件常用老化的测试方法做一简单介绍。
1.塑料件常用老化测试方法；
塑料制品在使用、加工及贮存过程中，由于受到外界的各种因素，如光、氧、热、辐射、臭氧、雨水及细菌等的作用，引起化学结构的破坏，使原有的优良性能丧失，这种现象通称为老化。
塑料老化的主要表现为外观上的变色、失光、龟裂等，物理化学性能如力学性能、电性能改变等。
其老化试验大致可分为两大类：
一类是自然暴露老化，一类是人工老化试验。
这里分别对其进行介绍。
1）自然暴露老化；
自然暴露老化试验是在自然环境条件下的进行老化试验。
塑料常用的方法有：
（1）、大气暴露试验；
GB/T3681-2000（neqISO877:
1994）塑料大气暴露试验方法；
GB/T17603-1998（等效采用ASTM D5272－1992）光解性塑料户外暴露试验方法。
（2）、在玻璃板过滤后的日光下间接曝露试验；
GB/T14519－1993（参照ISO877：
1976）塑料在玻璃板过滤后的日光下间接曝露试验方法；
自然暴露老化试验比较接近材料的实际使用环境，依据其所做结果对材料所做的耐候性评价较为可靠，人工气候试验的结果也要通过自然老化试验来验证，因而自然老化是一个基础方法。
但自然老化试验速度慢，周期长，且受环境因素影响大，因此其应用范围有限，现在我们更多地是采用实验室人工模拟加速老化的方法。
2）人工老化试验；
人工老化实验是指采用模拟和强化大气环境中主要因素的一种人工加速老化试验方法，可以在较短时间内获得近似常规大气曝露的结果。
这一方法模拟大气环境中的阳光辐射、温度、湿度、雨淋等条件作用的过程中发生的各种外观或性能的变化情况。
（1）、试验前准备：
试样在试验前应按实际使用的大致条件进行状态调节，同时检查试样的外观，检测光泽、颜色等指标，并做好记录；
每组样品应制备适当数量的一致性试样（一般为4个），一个留存用作标准试样，其余投入人工老化试验；
所有试样应以适宜方式作永久性标志，必要时试样的的边缘涂以机械强度高的保护性涂料；
试样的准备过程中，应确保漆膜表面的洁净无污物，可使用酒精进行清洁并戴一次性手套进行操作。
（2）、光源选择：
光源选择的原则是：
人工光源的光谱特性应与导致材料老化破坏最敏感的波长相近，并结合试验目的和材料的使用环境来综合考虑。
研究表明，日光的近紫外线区（300～400nm）波长范围的辐射是引起塑料老化降解的主要因素。
通常紫外辐射强度增大，材料老化速率加快。
因此，人工光源在紫外区的能谱分布更接近太阳在此区间的谱线，光源的模拟性则会更好。
现在国际上推荐三种光源：
氙弧灯、碳弧灯、荧光紫外灯。
（3）、试验温度设定：
试验温度的设定，应以材料使用环境最高气温为依据，通常选择在50℃左右。
氙灯黑板温度的选择应以材料在使用环境中材料表面最高温度为依据，一般多选择在63±
3℃之间。
试样辐照温度不可过高，特别是对温度敏感的材料。
因为温度过高，试验结果可能不是靠光照而引起的氧老化，而是热效应的结果。
因此氙灯老化时要注意防止试样过热；
对于开放式碳弧灯而言，则要加强空气流动，以免温升过高。
（4）、相对湿度设定：
相对湿度对材料老化的影响因材料品种的不同而有所区别，相对湿度的设定应以材料在使用环境所在地年平均相对湿度为依据，通常在50～70%范围内选择。
（5）、降雨或凝露周期选择：
降雨周期的选择以自然气候的降雨数据为依据。
国际上降雨时间/不降雨时间多选18min/102min或12min/48min、3min/17min、5min/25min。
但以凝露形式存在的水分对加速暴露试验可能影响更大，因此以明暗周期循环的暴露往往要规定凝露时间。
人工老化降雨采用蒸馏水或去离子水。
因水质中的矿物质可能在样品表面造成污迹。
（6）、辐照度选择：
不同种类的塑料对光谱的吸收是有选择性的，即有其特别敏感的光谱区。
过高的辐照度并不一定能加速老化降解，反而可能造成意想不到的结果。
因此，辐照度的选择应适宜。
表一：
塑料件常见检测项目：
序号
单位
性能要求
试验方法
标准号
1
颜色
－
标准光源灯箱内比较颜色
《标准光源灯箱比色试验方法》
Q/SQR.04.380－2005
色差测量
金属漆：
ΔE≤1.5（45°
）
单色漆：
ΔE≤0.8（45°
《油漆色差测量方法》
Q/SQR.04.383－2005
2
流匀度（长波）L
流匀度（短波）S
级
垂直
≤10
≤25
水平
≤4
≤20
《漆膜流匀度（桔皮）测定方法》
Q/SQR.04.374—2005
3
鲜映性DOI
≥80
4
光泽（20°
（1）≥85
（2）≥80*
《漆膜光泽试验方法》
Q/SQR.04.397-2005
5
附着力
0或1
《涂层附着力试验方法-划格法》
Q/SQR.04.025-2005
6
耐清洗刷的敏感性
----残余的光泽（20°
----光泽减少
—
%
≥70
《漆膜耐擦洗测试方法》
Q/SQR.04.384－2005
7
耐高压清洗
0/0
5.7用高压清洗机以一定的压力、距离、角度冲洗漆膜（有损伤或没有损伤），观察涂层脱落情况，以评定其耐高压清洗的性能。
/
8
抗石击性
≤2
《漆膜抗石击试验方法》
Q/SQR.04.361—2005
9
耐水性（12天）
----起泡/颜色变化
----附着力
《漆膜耐水试验方法》
Q/SQR.04.065－2005
10
潮湿起泡（100小时）
《漆膜耐潮湿试验》
Q/SQR.04.066－2005
现有企标
11
侵蚀性
---无铅汽油（10分钟）
---柴油（10分钟）
---发动机油（16小时）
---耐玻璃清洗液（16小时）
---临时保护产品（10分钟）
《漆膜耐化学介质试验方法》
Q/SQR.04.220－2005
12
耐溶剂
---二甲苯
---乙醇
分钟
≥3
13
耐稀硫酸性
14
高温存放（240h）
（90±
2）℃
后室温存放1h
起泡/颜色变化:
附着力:
5.14将试样放置在90℃热循环空气中240小时后,取出试样放置在室温下1个小时，检查试样表面状态并测试附着力。
15
高温处理后，再低温存放（24h）（-40±
3）℃
起泡/颜色变化：
附着力：
5.14然后于-40℃的温度下放置24小时，后将试样放置在室温下1小时，检查试样表面状态并测试附着力。
16
低温冲击试验（-40±
3）℃24h
后90N*cm
油漆无剥落无裂缝
5.14用规定重的钢球从规定高度自由落体撞击在试片上，涂膜表面允许有轻微撞痕，但不应有破裂、剥离等现象。
17
人工加速（氙灯）老化（1000h）
---光泽度变化（200）
----色差
---外观
---附着力
--
ΔE
≤15
≤2（45°
无粉化、无起泡、无裂纹等缺陷
《漆膜老化（氙灯）试验方法》
Q/SQR.04.414—2005
18
自然老化（12个月）
----光泽度变化（200）
----颜色变化
---表面缺陷
5.16
无
五．塑料件涂装常见漆膜弊病及防治方法：
缺陷名称及现象
主要成因
预防方法
涂膜表面颗粒、尘埃
涂膜中大小的块状异物，或突出漆面的小疙瘩，落在湿漆膜上的灰尘，称为尘埃。
涂装环境空气不净
被涂物漆前未擦干净
操作人员带来灰尘
油漆未过滤彻底
应在清洁的喷漆室中喷漆
漆前用黏性纱布擦净
工作服吹净、戴帽、口罩
油漆按工艺要求过滤
流挂、流泪
在垂直或斜面的被涂面上，因喷涂过厚，向下流淌而产生的呈流泪状的流痕
喷枪运行速度太慢
一道喷涂过厚
涂料黏度太低
溶剂挥发太慢
调整和掌握喷涂操作要点，更换喷枪
控制喷涂膜厚
适当提高涂料的黏度
选择合适的溶剂或固化剂
缩孔、凹陷、鱼眼
在涂膜过程中受异物影响，致使漆膜局部产生收缩而露出被涂面，形成坑穴、麻点的现象，称为缩孔
产品表面未处理干净
压缩空气中的油水分离不彻底
涂装环境污染
涂料的抗缩孔性差
按工艺要求彻底清洁喷涂面
使用好的压缩空气净化器
保持涂装环境清洁
确保涂料的清洁度
发花、银粉、起花
面漆层的光泽、颜色不匀、银粉漆面产生“鸳鸯”色调等现象
一道喷涂过厚，漆膜喷涂不均，喷涂距离太远
清漆的黏度太低
喷枪不好，喷流不均
底色漆干的太慢，溶剂选用不当
掌握喷涂操作要点，使膜厚均匀
更换合适的喷枪
底层色斑时，可表面先薄喷一遍
选择配套性好的固化剂及稀释剂
橘皮
在喷涂时，不能形成平滑的涂膜面，而出现类似的橘皮壮的皱纹表层
所用溶剂挥发速度太快
涂料黏度太高
涂料雾化不良
喷涂过厚，距离太远
选择合适的溶剂
按喷漆室温度调整涂料黏度
按工艺要求调整雾化压力
控制好走枪速度和距离
气泡、针孔、溶剂气泡
涂膜里面残留的空气或溶剂在烘干过程中冲破涂层而形成类似针尖小孔状称为针孔
烘干前晾干时间太短
烘干升温太快
施工黏度太高，涂膜太厚
溶剂选用不当
晾干时间5~7min
按工艺要求调整烘道升温阶段
一次喷涂膜厚不大于40um
按要求选用好溶剂，调整好黏度
干燥不良
涂膜硬度不够或易擦伤等现象
双组分调配比例不正确
慢挥发溶剂使用过量
烘干的温度及时间不足
严格按厂家要求调配双组分涂料
要求厂家重新调整涂料配方
按工艺要求调整烘干温度及时间
六．新工艺、新技术在塑料涂装的应用：
未来塑料涂装发展具体表现为水性化、无毒化和功能化，特别是汽车及玩具用塑料涂装在工艺简易化、喷涂静电化及涂料功能化等方面有着更高的要求。
下面分别就未来塑料涂装新工艺、新技术在塑料涂装的应用进行简单介绍。
1.水性塑料涂装在汽车塑料件涂装中的应用：
塑料在汽车上的应用主要分为：
外装饰、内装饰以及功能结构件，前二者是塑料涂料主要应用领域，外装件主要是塑料保险杠，主要采用聚丙烯塑料及其改性树脂类，如图2所示。
现在国外已有塑料保险杠水性漆工艺，其品种有双组分水性底漆、水性金属底漆、水性实色漆、高光双组分清漆等，性能可追相应的溶剂型塑料涂料，我国也已经有这些品种，其品种是水性聚氨酯塑料涂料，其性能与相应的溶剂型塑料涂料同样完全可以达到检测标准；
水性聚氨脂涂料按组分可分为单组分和双组分水性聚氨脂涂料，单组分水性聚氨脂涂料机械性能好，有良好的硬度、柔韧性、耐化学性及兼容性，主要用于柔感涂料、高弹性涂料等；
双组分聚氨脂涂料是在水性树脂中添加水可分散固化剂、亲水型固化剂和低粘度憎水型固化剂；
主要特点是能在常温下快速干燥、低VOC（有机溶剂挥发量）、良好的耐水性及耐侯性，并且具有良好的光泽及外观。
2.3C1B（三喷一烘）工艺在汽车塑料件涂装中的应用：
传统的3C2B（三喷二烘）塑料件涂装需要喷涂底漆后进行烘干，而3C1B（三喷一烘）工艺则取消了底漆喷涂后的烘干及打磨等辅助工艺，但对底漆的要求较高，需要开发出适合于“湿碰湿”工艺，能快速挥发的底漆；
目前3C1B工艺在国内已广泛使用，其优点是一次性投资少、环保节能、降低涂装成本；
3C2B工艺：
上件→前处理→烘干→强冷→静电除尘→吹净遮蔽→火焰处理→喷涂底漆→晾干→烘干→强冷→底漆打磨→喷涂色漆→闪干→喷涂清漆→晾干→烘干→面漆修饰
3C1B工艺：
上件→前处理→烘干→强冷→静电除尘→吹净遮蔽→火焰处理→喷涂底漆→晾干→喷涂色漆→闪干→喷涂清漆→晾干→烘干→面漆修饰
3.塑料涂料喷涂静电化：
静电喷涂施工方法适用于溶剂型和水性涂料，按喷涂设备不同可分为：
高速旋转雾化静电喷枪、空气辅助静电喷枪两种。
静电旋杯喷涂相对于传统的空气喷枪喷涂可以将涂料的利用率提高25%—40%，从而有效减少涂料的消耗，降低企业生产成本，同时减少VOC排放量及对环境的污染；
由于普通塑料件具有良好的绝缘性，表面电阻通常大于1013Ω，造成静电荷的积累，为适应静电喷涂，通常需要在塑料件预先喷涂一层具有导电功能的底漆，同时要求工件接地良好。
4.玩具塑料涂料无毒化：
我国玩具标准化技术委员会于去年底在广州组织召开了《玩具表面涂料技术条件》标准审定会及《氯乙烯塑料玩具儿童用品中邻苯二甲酸增塑剂的检测方法》标准审定会，为此我国的玩具用塑料涂料必须选用尽量避开含铅、锑、砷、钡、镉、铬、汞、硒等重金属元素的颜料。
我国上海造漆厂在去年下半年开发了无毒玩具涂料产品。
在一些功能性塑料玩具涂料里要控制多溴联苯和多溴二苯醚的使用等，这就需要涂料行业有关部门齐心协力，以及涂料配方设计师们精心设计，使我国新一代玩具用塑料涂料在安全、无毒、环保等方面上一个新的台阶。
5.塑料涂料功能化：
塑料制品可替代金属、木材、皮革等材料，要使塑料制品全方位地替代以上材料，则需要对塑料表面进行功能性涂层防护。
现在塑料涂料已有阻燃、导电、抗静电、杀菌、高装饰性（如金属闪光、珠光、随角异色）等功能。
随着科学技术的不断进步，一些新型产品的问世也将需要新颖高附加值功能性塑料涂料与之配套，功能性塑料涂料将成为塑料涂料的重要发展方向之一。
6.塑料涂料光固化：
UV光固化工艺是光化学反应最前沿的应用，通过一定强度的紫外光照射，瞬间固化油墨、涂料、胶等相关化学品，随着科学技术的高速发展，UV固化所涉及领域也将会更加广泛。
结语
由于国家环保法律法规相比国外宽松，3C1B涂装工艺的低能耗、低改造投资、低VOC排放量仍然有很大的吸引力。
水性漆工艺由于其较高的材料成本、较大的动能消耗、巨大的设备投资及较高的工艺要求而受到诸多限制；
由于种种客观条件限制，目前在国内还没有得到广泛应用，但是我们相信在国家环保法律法规的进一步严格要求下，普及水性漆工艺将会是大势所趋。
参考文献
[1]涂装学院[M].安徽涂装网.
[2]技术论坛[M].涂装技术.
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