汽车塑料件涂装工艺

汽车塑料件涂装工艺
摘要：通过介绍汽车塑料件的涂装工艺过程，分析塑料件的涂装特点及注意事项，并展望未来复合材料的涂装发展方向。

随着全球性的能源危机，节能减排是汽车技术一个主要的发展方向，而减轻汽车自身的重量是降低汽车排放，提高燃油效率的最有效措施之一。

汽车的自重每减少10%，燃油耗可降低6%～8%。

为此，增加塑料类材料在汽车中的使用量便成为降低整车成本及其重量、提高燃油利用率、减轻汽车排放的关键。

在我国，塑料件约占汽车自重的7%～10%，与汽车工业发达国家相比存在很大差距，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量达到10%～15%，有的甚至已达到20%以上。

1、塑料件与金属件的涂装区别
随着塑料件的日益推广，越来越多的车身外饰件及内饰件开始塑料化，随之而来的对这些塑料件的装饰性和耐久性的要求也越来越高。

部分零件要求与车身同色且要具有与车身寿命相同年限的防腐能力，而单纯依靠塑料件原材料自身的颜色是不能满足越来越高的装饰性要求。

主要原因有两点：一是塑料件原料自身成型所带出的颜色只能是一种，难以实现颜色的多样化；二是塑料件依靠色母成型出来的颜色无论是从鲜亮性、饱满度，还是从光泽度来讲，都很难同涂料的效果相媲美。

所以，随着塑料件的日益推广，其成型后的涂装工序就显得越来越重要，且必不可少。

塑料件与金属件的涂装区别主要表现在：
1）金属件在涂装之前的处理是通过脱脂、酸洗除去表面的油脂及锈迹，然后通过磷化生成的磷化膜增强油漆与金属表面的附着力。

2）塑料件的涂装前处理。

首先，塑料件的脱脂不能采用碱性的脱脂液，那样易造成零件局部应力开裂，只能采用中性脱脂液进行脱脂；其次，塑料件不能进行酸洗、磷化处理，它只能通过特定的处理方法来增强油漆在零件表面的附着力。

2、汽车塑料件涂装的主要流程
汽车塑料件涂装的流程由以下几个主要的工艺步骤组成：
工件上线→ 脱脂（60℃中性清洗剂喷洗）→循环水洗（喷）→ 表调→ 干燥（60℃热风）→ 静电除尘→ 喷底漆→ 干燥（60℃，20~30 min）→底漆打磨→喷面漆→干燥（60℃，20~30 min）。

1）脱脂。

由于塑料件在成型过程中，其内外表面会存在残留的脱模剂，这些脱模剂会严重影响涂膜的附着力，所以涂装前的脱脂工序是至关重要的。

很多厂家采用醇类溶剂清洁塑料件表面，这种工艺方法并不能保证脱脂效果，涂膜附着力有时较差，并使工人的操作条件恶化。

最好还是采用中性脱脂剂喷洗的工艺方式，涂层质量比较稳定可靠。

具体的脱脂工艺步
骤如下：
①预脱脂。

选用中性或弱碱性脱脂剂喷淋1 min。

脱脂剂的pH值控制在6.0 ±1.0；考虑到塑料件不能耐高温，脱脂剂的处理温度控制在60±5℃。

在选型时，要考虑脱脂剂在该温度区间内的实际处理效果。

脱脂过程中，必须保证工件在线上流转时有足够的喷淋时间，喷淋时间太短会造成工件脱脂不到位，喷淋方式采用压力喷淋，喷淋管路采用环形布置，保证工件各个面能得到彻底喷洗。

喷淋压力一般控制在0.1～0.2MPa 之间，脱脂液在压力作用下与工件接触充分，工件表面的油脂可以清除充分。

②脱脂。

具体施工工艺同上。

2）水洗。

需要进行两道水洗，主要目的是洗净工件表面残留的脱脂液、表面的颗粒杂质和有害离子，每道用自来水喷淋30 s，喷淋压力为0.2～0.4 MPa。

3）表调。

表调的目的是活化塑料本体表面，使得涂料能够与本体表面有效结合。

表调槽液是在去离子水中添加表面活性剂，一般槽液的电导率控制在30μs /cm以下，表调液喷淋时间为30 s，喷淋压力为0.2～0.4MPa。

随着生产的正常进行，槽液中需不断补加表面活性剂，以弥补产品对表面活性剂的消耗。

4）干燥。

采用烘房热空气循环强制干燥。

由于塑料件不能耐高温烘烤，故烘烤的温度控制在60±5℃，烘烤时间为15～30 min。

5）静电除尘。

利用静电除尘器产生离子化压缩空气对产品表面进行除尘，目的是除去工件表面由于静电吸附的杂质和纤维，确保后道喷漆工序的表面质量。

6）喷底漆。

采用空气喷涂，水帘式吸风喷漆房。

由于绝大部分塑料材质的耐溶剂性都较差，直接喷涂面漆，塑料件表面易被涂料中强溶剂溶胀而使涂膜失去光泽，甚至
产生“吸涂料”现象。

因此，要在塑料件表面先行喷涂一层硬而快干的丙烯酸底漆打底，对塑料件表面起到封闭作用，同时也能提高面漆的附着力。

底漆喷涂时力求快而薄，漆层厚度不宜过厚，以防涂料中的溶剂不能及时挥发而对塑料件本体产生溶胀作用。

建议涂膜厚度在20～30μm，分两道喷涂，第一道喷涂后闪干50 s，再喷第二道。

7）底漆干燥。

待底漆表面指干后，将工件进烘房烘干。

烘烤温度在60±5℃，烘烤时间20～30 min。

注意，不能在底漆一喷好后就将工件进烘房烘烤，那样会造成底漆中的溶剂挥发较快而在油漆表面产生针孔，而且油漆表面得不到充分流平，势必会影响底漆的表面质量。

8）底漆表面打磨。

底漆烘干后，待其自然冷却，用800 #的水砂纸对底漆表面进行打磨。

一方面可以消除底漆表面的一些轻微缺陷；另一方面也可以通过将底漆表面磨毛来增强底漆与后道面漆的结合力。

9）喷面漆。

①喷底色漆。

绝大多数面漆由两道漆层组成，即底色漆和罩光清漆。

底色漆一般有素色漆、金属漆和珠光漆等，喷涂工艺同底漆工艺。

漆膜的厚度视不同的漆种而略有不同，金属漆和珠光漆的厚度一般在20μm左右，而素色漆的厚度一般在30μm左右。

②喷罩光清漆。

喷清漆时采用湿碰湿工艺，待底色漆闪干5 min左右时间喷清漆。

喷涂底色漆和罩光清漆时，涂料的黏度和喷涂间隔时间应控制好，防止咬底现象发生。

另外，罩光清漆宜采用硬而饱满的双组分聚氨酯清漆，保证涂膜有良好、持久的质感和抗划伤性。

10）面漆干燥。

面漆干燥工艺同底漆。

待面漆表面指干后，将工件进烘房烘干，烘烤温度60±5℃，烘烤时间20～30 min。

3、塑料件涂装常见问题
1）涂膜多针孔、局部失光。

这主要是油漆中的溶剂对塑料产生溶解和溶胀作用，塑料件发生了应力开裂现象。

要解决这个问题，首先考虑油漆与塑料件的配套性问题。

塑料件的涂装应该选用专用涂料，以免涂料中的溶剂对塑料产生不良影响。

其次，塑料件的涂装最好要用硬而快干的丙烯酸底漆封底，这样可以避免面漆对塑料件的进一步渗透。

2）涂膜附着力差。

对于高结晶度的材质，如PP、PE、PTFE等，材料表面极性小、润湿性差，涂料在其表面几乎不产生微溶胀，涂料的附着力较差。

遇到这种情况，需要对材料表面进行专门的处理，或换用共混改性材料（如PP/EPDM 共混料）来赋予其涂料的施工性。

3）同种类型材料涂装施工性有差异。

由于热塑性材料的合成是一个非常复杂的反应过程，其反应温度、压力、时间等任何一个参数的变动均会影响聚合物的分子量、微观链型结构。

所以同种材质、不同牌号往往表现出来的物理特性是不一样的。

就拿一般都认为涂装施工性良好的ABS塑料来说，有高冲击性型和通用型之分，高冲击性型的ABS塑料的表面涂膜附着力较差。

另外，产品成型时注塑工艺条件的变化也会造成塑料件表面某种成分的偏析，所以通用型ABS 塑料有时也会产生涂膜附着力差及吸涂料等问题。

所以塑料件涂装施工性的好坏有赖于塑料原材料的不同以及选择合适的涂装前处理工艺和涂料品种。

4、结束语
随着材料技术的飞速发展，无论是在汽车行业、机械行业、民用行业，还是在航天领域，大量轻质高强的合成材料用来替代金属材料，这同时也催生了复合材料涂装工艺的飞速发展。

光固化涂料及固化工艺、VIC涂料的胺蒸气快固化工艺、IMC涂料和模内注射涂装技术、模内粉末涂料及涂装工艺等新涂料、新工艺随着复合材料的不断推广应运而生。

这些新材料、新工艺的应用将给塑料件的涂装带来更为广阔的市场空间和应用前景。