淺析外飾塑料件油漆涂層耐濕性能不合格的原因論文
淺析外飾塑料件油漆涂層耐濕性能不合格的原因全文如下：
1 問題描述
近年來，各主機(jī)廠保險(xiǎn)杠等外飾塑料件的油漆涂層質(zhì)量問題多以起泡和掉漆為主要缺陷。筆者進(jìn)行的有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，當(dāng)年售后反饋的掉漆和起泡缺陷約占質(zhì)量問題總數(shù)的16%，比例較高。
在試驗(yàn)室進(jìn)行的涂層耐濕性試驗(yàn)過程中，也發(fā)現(xiàn)以PP-EPDM-T10、PP-EPDM-T20為基材的保險(xiǎn)杠、防擦條和側(cè)裙護(hù)板等塑料件涂層發(fā)生起泡缺陷的比例較大，起泡的直徑和密度各不相同。
綜上，涂層耐濕性差、導(dǎo)致涂層起泡、附著力下降的缺陷，已成為亟待解決的問題。
2 起泡原因初步分析
經(jīng)初步分析，與涂層起泡有關(guān)的因素主要有以下幾方面。
a.基材前處理工藝;
b.涂層烘干工藝;
c.基材。
3 主要原因的排查與驗(yàn)證
3.1 基材前處理工藝的影響
3.1.1 涂裝工藝流程
目前，PP 類外飾塑料油漆件通常采用三涂一烘(3C1B)工藝。相比而言，手動(dòng)涂裝線更容易出現(xiàn)基材脫脂不完全的情況。
3.1.2 用溶劑(無水乙醇)擦拭與否的對(duì)比試驗(yàn)
選擇3 個(gè)塑料件注塑廠家，使用同一廠家的PP-EPDM-T20塑料粒子注塑保險(xiǎn)杠。然后在各保險(xiǎn)杠本體上截取樣塊，在試驗(yàn)室制成涂漆樣板，進(jìn)行涂膜耐濕性試驗(yàn)，具體步驟如下。
a.將試驗(yàn)樣板放置于(60±1)℃、100% RH 的潮濕試驗(yàn)箱中，進(jìn)行100 h連續(xù)冷凝水試驗(yàn);
b.到達(dá)規(guī)定時(shí)間后取出試驗(yàn)樣板并于(23±2)℃、(50±5)% RH的環(huán)境下放置24 h，檢查涂層起泡情況。
可見，溶劑擦拭非常重要，必須嚴(yán)控該工序質(zhì)量。
3.1.3 基材表面常見污染物對(duì)涂層耐濕性能的影響
選取2 個(gè)塑料粒子供貨廠家注塑的PP-EP⁃DM-T20 塑料樣板，在試驗(yàn)室制取涂漆樣板，并于噴漆前對(duì)樣板表面分別施以打磨灰、手汗和脫模劑3種污染物。
可見，基材表面殘留的打磨灰、手汗和脫模劑是導(dǎo)致涂層起泡的主要原因之一。
3.2 涂層烘干工藝的影響
3.2.1 烘干工藝的影響
選擇2 個(gè)塑料粒子供貨廠家注塑的PP-EP⁃DM-T20 塑料樣板，在試驗(yàn)室制取涂漆樣板，進(jìn)行烘干工藝的對(duì)比試驗(yàn)。表中無溫度梯度的正常烘干條件為(85±2)℃、30 min，有溫度梯度的正常烘干條件為(40±2)℃、5 min→(55±2)℃ 、5 min→(70±2)℃ 、5 min→(85±2)℃、30 min，非正常烘干條件a為(65±2)℃、30 min，非正常烘干條件b為(85±2)℃、20 min。由試驗(yàn)結(jié)果可見，烘干溫度低和烘干時(shí)間短會(huì)加劇涂層起泡的程度。
3.2.2 烘干后老化期的影響
選擇3 個(gè)塑料粒子供貨廠家注塑的PP-EP⁃DM-T20 塑料樣板，在試驗(yàn)室制取涂漆樣板，并進(jìn)行涂層烘干后不同老化期(指開展耐濕性試驗(yàn)前，樣品在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的調(diào)節(jié)時(shí)間)的涂層耐濕性對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表5。由表5 可知，涂層烘干后老化期對(duì)涂層耐濕性能影響不明顯，不是涂層起泡的主要原因。
3.3 基材的影響
3.3.1 基材材質(zhì)的影響
為檢驗(yàn)不同基材對(duì)涂層耐濕性能的影響，選擇2 個(gè)塑料粒子供貨廠家(E、F)注塑的塑料(高、低檔PP-EPDM-T10，以下簡稱T10;高、低檔PPEPDM-T20，以下簡稱T20)樣板，對(duì)基材樣板進(jìn)行(100±2)℃/18 h 加烘烤(以減少涂裝時(shí)增塑劑析出)和未加烘烤，然后在試驗(yàn)室制取涂漆樣板，并進(jìn)行涂層耐濕性能對(duì)比試驗(yàn)?？梢?，基材材質(zhì)對(duì)涂層耐濕性能有影響，但基材是否加烘烤則影響不大。
3.3.2 基材涂裝前表面潮濕程度的影響
塑料件注塑成型后到涂裝之前有運(yùn)輸周轉(zhuǎn)過程，期間基材可能會(huì)由于潮濕環(huán)境或人工濕打磨而導(dǎo)致基材表面有水分殘留。選擇2個(gè)塑料粒子供貨廠家注塑的PP-EPDM-T20塑料樣板，烘干后在樣板上均勻滴上去離子水，然后在試驗(yàn)室制取涂漆樣板，進(jìn)行涂層耐濕性試驗(yàn)，結(jié)果見表7，涂層起泡狀態(tài)見圖5。可見，基材潮濕是導(dǎo)致涂層起泡的主要原因之一。
4 結(jié)論
綜上，導(dǎo)致外飾塑料油漆件耐濕性差的主要原因如下。
a.基材前處理不徹底，或者工人在施工過程中不戴手套便接觸工件;
b.烘烤溫度或烘烤時(shí)間不符合工藝要求;
c.涂裝前基材受潮或前處理后基材上殘留水分未吹凈;基材質(zhì)量不穩(wěn)定或涂料與基材的匹配性差。
d.導(dǎo)致汽車塑料件耐濕性差的原因比較復(fù)雜,因此仍需要進(jìn)一步研究與探討。
5 改進(jìn)措施
a.基材前處理要徹底，確保邊角處和面積較大的塑料件各處都能被擦凈;工人在施工過程中應(yīng)佩戴手套;基材前處理后應(yīng)立即進(jìn)行涂裝，防止基材被二次污染;
b.嚴(yán)格控制涂裝烘干條件，確保形成固化完全的涂層;
c.確保涂裝前基材表面的水分被徹底吹干，外觀要求很高的塑料油漆件應(yīng)使用品質(zhì)較好的基材，進(jìn)行PP類塑料件低溫底漆與指定塑料基材的涂裝配套性能驗(yàn)證。