工艺技术│汽车塑料件涂装工艺探讨

0 引言

    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3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及耐酸碱、耐化学溶剂、耐盐雾性，抗老化，延长使用寿命；三是提高其抗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，如烟灰缸等，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。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，涂装前必须彻底清除。另一方面，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。

    1 汽车塑料件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是冷轧钢板，具备磷化的条件，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序，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、PE、PS、ABS、PC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。脱模剂会严重影响塑料件上涂层的附着力，容易造成漆面缩孔等缺陷，在涂装前必须彻底清除。常用的方法为四碱除油法（脱脂处理），其工艺配方见表1。

    化学除油后应彻底清洗工件表面残留碱液，并用纯水清洗干净，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（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PE、PP、PS和ABS塑料等。其配方如下：K2Cr2O7为4.3%，H2SＯ4为88.4%，水为8.2%。

    用此溶液处理10～12min，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：H2CrO4420ｇ/Ｌ，H2SO4190ｍＬ/Ｌ。ABS塑料在此溶液中浸泡处理4～12ｍｉｎ，温度60~70℃，用水洗净、干燥。