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[原创] 影响保险杠表面涂层附着力的原因分析

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发表于 2011-4-15 18:19:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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        图1 保险杠前处理

        本文通过对保险杠喷涂工艺及附着力检测方法的介绍,分析了影响保险杠涂层表面附着力的主要原因,并针对原因提出控制解决方案。
        塑料保险杠由于具有较好的强度、刚性和装饰性,从性能上看,汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用,保护前后车体;从外观上看,高质量的喷涂可以使其很自然地与车体结合在一块,具有很好的装饰性,成为装饰轿车外型的重要部件。保险杠涂层的附着力是保险杠以及车身涂装最基本、最关键的性能要求之一,国际上曾多次发生因涂层附着力不良而引发的汽车召回事故。如何提高保险杠的涂层附着力是各个主机厂及配套厂面临的严峻问题。
        保险杠喷涂工艺
        目前,大多数欧美厂家主要采用传统的3C2B或3C3B工艺,其主要工艺流程为:工件上线→前处理(预脱脂→脱脂→水洗①→水洗②→纯水洗→吹水)→水分烘干→冷却→转挂→擦净、打磨→火焰处理→静电除尘→喷底漆→流平→喷面漆→流平→喷罩光漆→流平→固化烘干→检查、抛光、检验→工件下线。
        日产、本田等日系企业的主要工艺流程为:保险杠底材遮蔽→上线→前处理擦拭→静电吹灰→喷底漆→闪蒸→喷色漆→闪蒸→机器人喷清漆→人工补喷清漆→闪蒸→烘干→检查→去遮蔽及精饰→下线→储存。
        两种工艺流程的主要差别为:欧美系前处理擦拭一般采用强力冲洗,以除去塑料表面的脱模剂、油污及灰尘,并伴有火焰处理表面,以达到喷涂面的要求。日系一般采用酒精或IPA(异丙醇)擦拭工件表面,以便能够去除工件表面的脱模剂、异物和污物等,使涂膜具有良好的附着力。
        附着力的测试方法和保险杠涂层附着力的要求
        涂层附着力的测试方法是使用国际上通用的划格法。使用划格器或美工刀在被测产品表面画出10×10共100个小格,每个小格的尺寸是1mm×1mm,然后使用3M胶带对划格区域粘紧再快速撕开,检查涂层的破损、剥落状况。根据附着力的评定等级确定产品的附着力等级。轿车保险杠表面涂层的附着力要求为最高级0级,即完全无剥落。
        影响表面涂层附着力的主要原因及解决方案
        1.保险杠底材清洁度

        保险杠底材在涂装加工前的注塑、运输过程中有可能会沾染一些难以去除的油性物质,如脱模剂、模具防锈剂及机油等,这些物质都会对产品的最终附着力产生很大的不良影响。
        为去除这些污染物质,欧美系大多数厂家采用喷淋式的自动前处理装置,通过预脱脂→脱脂→水洗①→水洗②→纯水洗→吹水→水分烘干等几道工序以达到去除底材表面粘染物质的目的。而日系厂家为了降低设备投入,减少生产过程中的运行费用,往往采用人工溶剂擦拭的方式达到底材表面除油的目的。
        为了保证底材表面的洁净,消除由于底材原因对涂层表面附着力的影响,需从以下几个方面进行控制:
        (1)底材在注塑生产过程中尽量减少防锈剂、脱模剂的使用量,对选用脱模剂的型号也应加以注意。
        (2)注塑过程中如使用回料,应注意这些塑料原来未被油脂污染,一旦出现塑料原料被油脂污染的情况,随着时间的推移,材料中的油脂会逐渐渗透至产品表面,对涂层的附着力产生不良的影响。
        (3)运输、生产过程中要防止油污粘染底材。
        (4)采用人工擦拭的方式,如果在管理中出现疏忽就会出现一定几率的附着力不良现象,因此底材在涂装上线前要进行人工检查。
        (5)底材在注塑成型后最好放置一段时间,使部分脱模剂能够挥发掉,有利于提高产品的附着力。
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        图2 保险杠喷涂

2.涂料方面
        目前大多数保险杠多采用改性PP聚丙烯材料,聚丙烯具有高表面结晶度、低极性和表面张力低等特点,在选择时必须选择PP塑料专用的塑料件底漆。此外,对于涂料本身还应进行以下方面的控制:
        (1)涂料本身质量问题:应选用有一定实力的知名厂家的涂料产品并与涂料厂家签订质量保证协议,将由涂料产生的质量风险转嫁到涂料厂家身上。要求厂家定期进行常规的性能试验并提供第三方试验报告和质量保证书。对于新厂家、新品种涂料、溶剂和助剂等必须进行全面的型式试验,试验合格后才能够引入生产线使用。
        (2)在同一产品上使用不同品牌、不同品种的涂料,在混用前必须进行验证。
        (3)涂料的配比应按照涂料厂家推荐的范围进行配比。不可将不同厂家的涂料、稀释剂以及固化剂调和混用。
        (4)涂料的存储和调漆环境必须按照涂料厂家推荐的条件进行存储,坚决避免使用已经超过保存期限的涂料。
3.喷涂工艺
        现场所使用的施工工艺及作业方式也会对涂层的附着力产生一定的影响,必须从以下方面进行控制:
        (1)涂料在进行调漆时应严格按照工艺参数进行操作,避免由于涂料搅拌不充分影响涂层附着力。
        (2)前处理各工位的喷嘴压力、药剂含量、温度设定和工艺时间等应设定在工艺指定的范围内,使底材在通过前处理过程后能够去除底材表面粘染物质。
        (3)喷涂流量及喷枪走速应严格按照工艺参数进行设定,避免出现喷涂后的漆膜过厚或者过薄。
        (4)烘干炉温度设定应按照工艺参数进行设定,避免由于表面涂层未充分干燥或者过烘烤影响表面附着力。
        (5)避免由于底涂层放置时间太久,重涂间隔周期太长,影响自身附着力和层间结合力。
        (6)保险杠在返修时必须先进行打磨后在喷涂,避免由于旧涂膜表面未打磨直接喷涂影响涂层表面附着力。
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        图3 某汽车厂保险杠检查返修室

4.环境及其他方面因素
        涂装车间的喷涂环境及人为因素也会对涂层的附着力产生影响,应从以下几方面进行控制:
        (1)车间喷涂及打磨所使用的压缩空气、水以及打磨、擦净材料不能含有油脂及其他对涂层附着力有影响的物质。
        (2)车间机械化所使用的润滑油必须确保在高温烘干炉中不易挥发,防止机械化润滑油对涂层附着力的影响。
        (3)保险杠涂装过程中所使用的工装、工位器具必须保持清洁,防止由于工装、工位器具被污染影响涂层表面附着力。
        (4)应对车间操作人员进行培训教育,避免由于员工使用被油污污染的手套、工作服等原因污染底材从而影响涂层的表面附着力。
结语
        保险杠涂层的附着力问题是保险杠涂装最常见的问题,以上是笔者从现场实际经验出发,对保险杠漆膜的附着力问题进行的一些探讨分析。近年来,为了解决保险杠漆膜的附着力问题,出现了许多新技术和新方法,今后在新材料、新工艺方面还需要进一步开展研究,对产生的问题还需要不断探索。

微信群
发表于 2013-10-31 13:51:31 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享,楼主还能介绍一下目前行业内通行的油漆附着力的检测方法吗?
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发表于 2017-8-26 10:22:29 | 显示全部楼层
来看看这个工艺吧
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