汽車零部件油漆涂層的液體耐受性試驗(yàn)

田永 方瑛 盧麗娟

（廣汽菲亞特汽車有限公司產(chǎn)品技術(shù)部）

現(xiàn)代的汽車油漆既可用于金屬零部件也可用于塑料零部件的噴涂防護(hù)[1]。汽車及零部件經(jīng)常裸露在風(fēng)、雨、熱及光照等環(huán)境中，所以要求油漆要有很好的性能，不能在這些環(huán)境中失效。油漆的檢測(cè)一般分為外觀檢測(cè)和性能檢測(cè)[2]。外觀檢測(cè)主要檢測(cè)油漆件表面的顏色、鮮映性（DOI）及光澤等是否符合國(guó)家、行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；性能檢測(cè)主要是對(duì)耐老化、涂層附著力、耐腐蝕、抗石擊、耐高低溫循環(huán)及液體耐受性等性能進(jìn)行檢測(cè)。文章主要對(duì)汽車油漆涂層的液體耐受性進(jìn)行研究。

1 試驗(yàn)液體類別

液體耐受性試驗(yàn)也叫耐腐蝕試驗(yàn)，是性能試驗(yàn)的一種，通過(guò)模擬實(shí)車的使用環(huán)境，用汽車生命周期中可能接觸到的液體或者模擬溶液對(duì)油漆進(jìn)行耐受性試驗(yàn)，以評(píng)判油漆的性能是否滿足要求。

試驗(yàn)用液體主要分為兩大類，一類是實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)接觸到的液體，如汽油、柴油、防凍液、水、汽車蠟及玻璃清洗液等；另一類是模擬汗液等腐蝕情況的液體，如酸液、堿液及酒精等。表1示出液體耐受性試驗(yàn)用液體種類及適用范圍。

表1 液體耐受性試驗(yàn)用液體種類及適用范圍

2 試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 液體高溫浸沒(méi)試驗(yàn)

1）將油漆樣板斜放入容器中，將3/4面積浸入液體中，加熱液體到（80±2）℃；

2）如果是揮發(fā)性液體，可采用密閉容器，禁用明火進(jìn)行加熱，可采用恒溫水浴設(shè)備進(jìn)行加熱；

3）浸入時(shí)間可以根據(jù)油漆件不同的使用要求進(jìn)行選擇，一般情況下保持2 h即可；

4）將樣板冷卻4 h以后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)后，油漆板表面無(wú)軟化和腫脹，附著力評(píng)價(jià)為0級(jí)或者1級(jí)即為合格。評(píng)價(jià)附著力一般采用劃格試驗(yàn)，常用的劃格設(shè)備是百格刀，按照GB/T 9286規(guī)定執(zhí)行[3]，劃格以后的樣件，如圖1所示。

劃格時(shí)要?jiǎng)澋交?，可采?M600膠帶覆蓋在劃格區(qū)域，用力壓實(shí)，待5 min后，與垂直方向60°左右剝離膠帶，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

表2 劃格試驗(yàn)后的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 溫水浸沒(méi)試驗(yàn)

1）試驗(yàn)前，先用劃格刀將油漆板表面劃2條長(zhǎng)約3 mm的X形交叉線，劃線要?jiǎng)澋交?，如圖2所示，單刀片劃格刀的刀片按照GB/T9286規(guī)定執(zhí)行[3]；

2）用試驗(yàn)?zāi)z帶粘貼劃格區(qū)域，粘貼牢固后撕下，觀察油漆是否脫落；

3）試驗(yàn)時(shí)，將試樣浸入溫水中，保持（38±2）℃的溫度24 h；

4）將樣板取出，擦拭干凈；

5）檢查樣板并評(píng)價(jià)；

6）評(píng)價(jià)完成后，要再次用試驗(yàn)?zāi)z帶粘貼劃格區(qū)域，粘貼牢固后撕下，觀察油漆是否脫落，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)后和試驗(yàn)之前樣板進(jìn)行比較，表面無(wú)軟化和腫脹，劃格處無(wú)油漆脫落，用膠帶粘貼劃格處，剝離后也無(wú)油漆脫落現(xiàn)象即為合格。

2.3 液體斑點(diǎn)試驗(yàn)

1）準(zhǔn)備3塊相同的油漆板，每個(gè)油漆板表面劃2條長(zhǎng)約3 mm的X形交叉線，劃線要?jiǎng)澋交模?/p>

2）將液體滴在X形劃痕的中心，直徑在2.5～3 mm；

3）將 3 塊樣板分別保持 5，18，24 h；

4）將樣板擦干后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)后評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與溫水浸沒(méi)試驗(yàn)相同。

2.4 液體浸蘸試驗(yàn)

該方法主要針對(duì)試驗(yàn)液體為揮發(fā)性液體或者是開(kāi)水（100℃）。

1）將油漆板表面劃2條長(zhǎng)約3 mm的X形交叉線，劃線要?jiǎng)澋交模?/p>

2）將油漆樣板斜放入容器中，將3/4面積浸入液體中，浸蘸 15 s；

3）取出后干燥2 min；

4）重復(fù)浸蘸過(guò)程10次；

5）取出樣板干燥30 min后進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)后評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與溫水浸沒(méi)試驗(yàn)相同。

2.5 液體擦拭試驗(yàn)

1）準(zhǔn)備約150 mm長(zhǎng)的棉布，沾濕溶液，切勿用手直接浸蘸，可采用鑷子等輔助工具；

2）用中等力度擦拭樣板表面；

3）檢查擦拭區(qū)域是否軟化；

4）將樣板靜置30 min，對(duì)樣板進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)后和試驗(yàn)之前樣板比較，表面無(wú)軟化和腫脹，附著力評(píng)價(jià)為0級(jí)或者1級(jí)即為合格。

2.6 汽車蠟試驗(yàn)

1）將紗布平鋪在油漆板上；

2）將1滴汽車蠟（約0.1 g）滴在紗布上；

3）用一塊鋁板蓋在汽車蠟上；

4）用500 g重物壓在鋁板上，放置在蠟滴上方；

5）將樣板放在溫箱中加熱到（72±2）℃，保持1 h；

6）去掉重物和鋁板，揭開(kāi)紗布，樣板冷卻15 min；

7）檢查紗布，看紗布是否沾染了樣板顏色，并按照褪色等級(jí)進(jìn)行評(píng)判，如表3所示；

8）用指甲劃擦滴蠟區(qū)域，力度中等，在不同位置劃擦4次，按照破壞等級(jí)進(jìn)行評(píng)判，如表4所示；

9）將樣件擦干后封樣。

表3 褪色評(píng)判等級(jí)

表4 指甲劃傷等級(jí)

試驗(yàn)后，褪色評(píng)判按照表3（C等級(jí)評(píng)判），C-3以下為不可接受；指甲劃過(guò)以后表面變化評(píng)判按照表4（P等級(jí)評(píng)判），P-3以下為不可接受。

2.7 柴油沾染試驗(yàn)

1）用塑料滴管將試驗(yàn)用柴油滴在樣件表面，滴加量約1/4滴管；

2）將樣板在溫箱中加熱到（50±2）℃，保持48 h；

3）將樣板取出，擦拭干凈；

4）將樣板暴露在氙燈環(huán)境中，試驗(yàn)?zāi)芰繛?8 kJ；

5）取出樣板進(jìn)行評(píng)價(jià)。

經(jīng)耐候性能試驗(yàn)后，應(yīng)不出現(xiàn)龜裂、斑點(diǎn)或其他缺陷。按照氙燈光照后的褪色等級(jí)進(jìn)行評(píng)判，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)如下：

1）目測(cè)色牢度評(píng)級(jí)：按AATCC評(píng)估程序進(jìn)行，將試樣與藍(lán)色羊毛標(biāo)準(zhǔn)織物進(jìn)行比較，以判定色牢度級(jí)別，一般要求色牢度在4級(jí)以上。

2）儀器色牢度評(píng)級(jí)：按照ISO 105-B06的方法，采用色差儀比較試驗(yàn)前后樣件的色差（ΔE），分級(jí)如下：

ΔE（0～0.25）非常小或沒(méi)有：理想匹配；

ΔE（0.25～0.5）微小：可接受的匹配；

ΔE（0.5～1.0）微小到中等：在一些應(yīng)用中可接受；

ΔE（1.0～2.0）中等：在特定應(yīng)用中可接受；

ΔE（2.0～4.0）有差距：在特定應(yīng)用中可接受；

ΔE（在4.0以上）非常大：在大部分應(yīng)用中不可接受。

2.8 皂液斑點(diǎn)試驗(yàn)

1）在樣板的一端滴加蒸餾水，另一端滴加試驗(yàn)用皂液，二者直徑均約2.5～3 mm；

2）將樣板水平置于溫箱中，加熱到（70±2）℃，保持4 h；

3）取出后用蒸餾水沖洗干凈，并在常溫干燥2 h；

4）觀察試驗(yàn)區(qū)域并進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)后，應(yīng)不出現(xiàn)龜裂、斑點(diǎn)或其他缺陷。

2.9 酸堿試液斑點(diǎn)試驗(yàn)

1）鹽酸斑點(diǎn)試驗(yàn)：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸滴在樣板上，保持90 min，用紗布擦拭后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2）硝酸斑點(diǎn)試驗(yàn)：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硝酸滴在樣板上，保持30 min，用紗布擦拭后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3）硫酸斑點(diǎn)試驗(yàn)：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的硫酸滴在樣板上，用直徑為50 mm的透明玻璃覆蓋，保持16 h，用紗布擦拭后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4）氫氧化鈉溶液斑點(diǎn)試驗(yàn)：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液滴在樣板上，保持60 min，用紗布擦拭后進(jìn)行評(píng)價(jià)；如果是內(nèi)飾涂層，則要求在55℃下保持4 h以后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)后，應(yīng)不出現(xiàn)龜裂、斑點(diǎn)或其他缺陷，附著力評(píng)價(jià)為0級(jí)或者1級(jí)為合格。

2.10 陽(yáng)光模擬酸斑試驗(yàn)

1）準(zhǔn)備質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%，1.0%，2.0%，4.0%的4種鹽酸；

2）準(zhǔn)備4塊試驗(yàn)樣板，分別滴加3滴鹽酸（約0.15 mL），水平放置在氙燈設(shè)備中，距燈源450 mm，靜置30 min；

3）取出樣板，冷卻至室溫后進(jìn)行評(píng)價(jià)。

經(jīng)耐候性能試驗(yàn)后，應(yīng)不出現(xiàn)龜裂、斑點(diǎn)或其他缺陷。按照氙燈光照后的褪色等級(jí)進(jìn)行評(píng)判。

3 結(jié)論

綜上，汽車油漆的液體耐受性試驗(yàn)采用與油漆經(jīng)常接觸的液體對(duì)油漆表面進(jìn)行檢驗(yàn)。汽車蠟試驗(yàn)、柴油沾染試驗(yàn)、皂液斑點(diǎn)試驗(yàn)及陽(yáng)光模擬酸斑試驗(yàn)都是在表面施加液體以后觀察表面變化情況評(píng)判試驗(yàn)效果，并不破壞樣件表面；液體高溫浸沒(méi)試驗(yàn)、溫水浸沒(méi)試驗(yàn)、液體斑點(diǎn)試驗(yàn)、液體浸蘸試驗(yàn)、酸堿試液斑點(diǎn)試驗(yàn)及液體擦拭試驗(yàn)則是通過(guò)劃傷表面以后，看劃傷處油漆剝落情況來(lái)評(píng)判試驗(yàn)效果。