汽車保險(xiǎn)杠油漆耐水性研究

閆曉娜

【摘 要】文章通過分析某出口車保險(xiǎn)杠油漆起泡故障率，發(fā)現(xiàn)不同供應(yīng)商生產(chǎn)工藝、基材、油漆的不同導(dǎo)致產(chǎn)品對(duì)高濕、高熱的環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)不同程度起泡的規(guī)律，通過改進(jìn)措施提高產(chǎn)品耐水性，解決保險(xiǎn)杠起泡問題。

【關(guān)鍵詞】起泡；生產(chǎn)工藝；基材；油漆；耐水性

【中圖分類號(hào)】U463.326 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2016）10-0029-04

0 前言

隨著合成化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，塑料品種增多，性能不斷地提高，采用工程塑料代替各種金屬材料是一種技術(shù)進(jìn)步的表現(xiàn)和趨勢。塑料的耐蝕性能好，密度小，有些工程塑料的力學(xué)性能不亞于金屬材料，現(xiàn)代汽車上有很多的部件都是塑料制品。汽車要省油，就要輕量化，因此塑料在汽車上的應(yīng)用在全球呈增長的趨勢[1]。

汽車塑料件噴涂的目的是提高其外表裝飾性和耐候性，車身外觀裝飾塑料件涂層，要求與車身的相同，能消除表面缺陷和改善表面性能（提高耐候性、耐藥品試劑性、耐水性等）。

出口車由于在海運(yùn)過程中需要對(duì)前后保險(xiǎn)杠做貼膜保護(hù)，在粘貼過程中存在局部不貼合、膜與保險(xiǎn)杠之間會(huì)存在氣泡的情況，陰雨高濕天氣會(huì)導(dǎo)致氣泡中充滿水及水汽，在高溫、長時(shí)間浸泡下給漆膜起泡埋下了隱患，因此出口車保險(xiǎn)杠對(duì)油漆的耐水性要求更高。

出口哥倫比亞和厄瓜多爾的N300車型反饋存在前后保險(xiǎn)杠油漆起泡的問題（如圖1所示），基本型和標(biāo)準(zhǔn)型的車都存在此問題，涉及“方鑫”“雙林”和“恒佳”3家前、后保險(xiǎn)杠油漆生產(chǎn)供應(yīng)商。對(duì)售后反饋的故障車的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，具體的故障比率見表1。

前、后保險(xiǎn)杠油漆起泡的故障率達(dá)到22%，嚴(yán)整影響售后的IPTV值（千臺(tái)車故障率），從而會(huì)使售后的CPV值（單臺(tái)維修成本）變高。

2 油漆耐水性影響因素的研究

2.1 表面處理

前處理是涂裝作業(yè)的基礎(chǔ)，是不可缺少的重要工序，是提高保險(xiǎn)杠涂膜附著力、耐蝕力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此前處理質(zhì)量高低，直接關(guān)系到保險(xiǎn)杠噴涂質(zhì)量的優(yōu)劣。表面處理能夠提高涂膜的防腐防銹性能，延長涂膜的使用壽命，提高涂膜對(duì)保險(xiǎn)杠的附著力，并能使保險(xiǎn)杠得到均一的涂膜性能[2]。從塑料件表面去除各種污垢，如除油（也稱脫脂），以保證涂膜的理化性能和產(chǎn)品的質(zhì)量，常見的污垢有灰塵、油污、舊涂膜等。

對(duì)“雙林”（基本型前、后保險(xiǎn)杠）、“方鑫”（標(biāo)準(zhǔn)型前保險(xiǎn)杠）、“恒佳”（后保險(xiǎn)杠）進(jìn)行噴涂前處理現(xiàn)場審核，3家供應(yīng)商的情況對(duì)比見表2。

雖然3家供應(yīng)商的前處理都存在差異，但從現(xiàn)場察看確認(rèn)，3種前處理方式都可以保證零件表面全覆蓋，對(duì)油漆耐水性沒有很大的區(qū)別。

2.2 油漆與基材的研究

塑料件的噴涂工藝一般分為底漆、色漆及面漆，涂底漆的目的在于提高涂層抗?jié)B透能力，增強(qiáng)對(duì)基材的保護(hù)，掩飾零件表面細(xì)微缺陷，加強(qiáng)色漆與零件表面的附著力，保證面漆涂層的顏色的均勻性。

保險(xiǎn)杠經(jīng)涂底漆、底漆流平后涂裝色漆，這是完成涂裝工藝過程中的關(guān)鍵階段。涂色漆的作用是提供所需的裝飾顏色，使外觀達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，并且保護(hù)零件表面不受外界環(huán)境大氣、酸雨污染的侵蝕，防止紫外光線穿透，大大增加抗老化能力[3]。

涂清漆的作用是增強(qiáng)面漆涂層抗外界侵蝕能力，保護(hù)色漆涂層不被氧化，增加面漆色彩的光澤，使產(chǎn)品外觀更加鮮艷。

從對(duì)3家供應(yīng)商的油漆噴涂的現(xiàn)場操作來看，未發(fā)現(xiàn)存在問題，員工按照噴涂作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行，無露底等質(zhì)量缺陷，員工的噴涂手法固定，操作工噴涂的走槍順序明確。為快速有效地解決此問題，對(duì)故障車進(jìn)一步細(xì)化，找出不同車型、不同保險(xiǎn)杠供應(yīng)商的問題故障率（見表3）。

通過上述的細(xì)化發(fā)現(xiàn)，“青島雙林”和“青島恒佳”所噴涂的零件故障率很高，而“青島方鑫”和“柳州方鑫”所做零件的故障率底，同時(shí)“方鑫”的N300標(biāo)準(zhǔn)型前保險(xiǎn)杠和N200的保險(xiǎn)杠在零件材料及油漆、生產(chǎn)工藝方面是一致的。

2.3 油漆烘烤固化的研究

噴涂好的保險(xiǎn)杠經(jīng)流平后，需進(jìn)入固化爐進(jìn)行固化處理。涂料的烘烤固化是油漆的一個(gè)熔融、化學(xué)反應(yīng)過程，它使涂膜變硬、耐摩擦，是涂裝工藝中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。完全的烘烤包括烘烤時(shí)間和溫度，它將決定涂膜的性能和特性，烘烤不足可導(dǎo)致涂膜厚度不均勻、附著力差、耐候性差、強(qiáng)度和硬度下降，烘烤過度輕則涂膜失色，重則涂膜焦化，機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重下降[4]。烘干溫度不宜過高，本文中塑料件的烘烤溫度一般控制在70～80 ℃，時(shí)間控制根據(jù)不同的油漆要求設(shè)定，但其附著力、硬度及厚度等性能都能滿足要求，烤漆房具有自動(dòng)控溫裝置，并保持烘烤監(jiān)控記錄，符合工藝要求。

從上面的分析中發(fā)現(xiàn)，3家供應(yīng)商在前處理、噴涂工藝及烘烤工藝方面并無明顯差別，唯一存在差異的就是油漆及基材的選擇方面。下面將對(duì)不同基材和油漆的耐水性試驗(yàn)進(jìn)行研究，從而解決實(shí)際生產(chǎn)中塑料噴涂件耐水性差易起泡的問題。

3 耐水性試驗(yàn)過程

3.1 油漆耐水性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

查看的圖紙上對(duì)前、后保險(xiǎn)杠油漆的要求是參考《漆膜耐水性測定法》（GB/T 1733—93），此標(biāo)準(zhǔn)推薦甲、乙2種試驗(yàn)方法，甲法是（23±2）℃/240 h，乙法是沸水浸泡，而且試樣底板要求是馬口鐵。我們圖紙上僅要求是采用甲法在（23±2）℃水浸泡240 h，目前不清楚是否適用于塑料外飾件。

汽車行業(yè)油漆標(biāo)準(zhǔn)《汽車油漆涂層》（QC/T 484—1999），其中對(duì)于塑料件的只能查到TQ10內(nèi)飾件涂層，其耐水標(biāo)準(zhǔn)為50 ℃10個(gè)循環(huán)無變化[耐水性：將樣板浸在（50±1）℃的恒溫水浴中，觀察漆膜變化情況，加溫在（50±1）℃保持8 h，然后停止加熱，在保溫的設(shè)備中自然冷卻16 h為一個(gè)周期]，如采用車身標(biāo)準(zhǔn)TQ2，則耐水性為50 ℃ 20個(gè)循環(huán)無變化。

“江淮”的保險(xiǎn)杠油漆是按照廠家技術(shù)要求在40 ℃熱水浸泡240 h。文中的所有試驗(yàn)均是按照此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油漆進(jìn)行水浴實(shí)驗(yàn)。

3.2 試驗(yàn)樣品與方法

（1）用“雙林”的基材和油漆噴涂不同厚度的油漆膜厚來確認(rèn)膜厚對(duì)油漆耐水性的影響。

（2）分別用3家供應(yīng)商不同的基材和油漆做耐水性試驗(yàn)（如圖2、圖3所示）。

所有做40 ℃耐水性試驗(yàn)樣品都符合產(chǎn)品試驗(yàn)大綱的其他要求。表4為產(chǎn)品的試驗(yàn)結(jié)果，均符合要求。

3.3 漆膜厚度對(duì)耐水性影響

雙林油漆供應(yīng)商曾進(jìn)行過底漆膜厚只有5 μm的耐冷水性試驗(yàn)（23 ℃/240 h），耐水性大大降低，24 h就起泡（如圖4所示）。與SQ一起對(duì)“雙林”前后保險(xiǎn)杠底漆膜厚只有8 μm的耐水性試驗(yàn)40 ℃/240 h，僅做了約36 h就已明顯起泡，漆膜有水浸變色的痕跡（如圖5所示）。從水浴試驗(yàn)看，底漆膜厚是油漆起泡的一個(gè)影響因素。

對(duì)此采取的措施是底漆噴涂由2遍改為3遍（膜厚要求由≥8μm改為≥15μm），并目視檢查顏色均勻、無露底材后再進(jìn)行色漆噴涂。

3.4 油漆及基材對(duì)其耐水性的影響

對(duì)不同保險(xiǎn)杠基材和油漆的匹配耐水性試驗(yàn)主要經(jīng)過2輪驗(yàn)證，具體結(jié)果見表5和表6，表格中樣品編號(hào)1、2、3、7、8、9、12耐水實(shí)驗(yàn)合格，樣品編號(hào)4、5、6、10、11耐水試驗(yàn)不合格。

從2輪試驗(yàn)結(jié)果看，“雙林”和“恒佳”的油漆無法滿足40 ℃/240 h的耐水性試驗(yàn)。“方鑫”的保險(xiǎn)杠可以滿足40 ℃/240 h的耐水性標(biāo)準(zhǔn)。從反饋的故障車比例看，“雙林”和“恒佳”的保險(xiǎn)杠故障比例明顯高于“方鑫”的零件，而“方鑫”保險(xiǎn)杠的油漆和基材與N200相同，N200的出口車并沒有反饋此問題。由此可以推論，“方鑫”所使用的油漆和基材的耐水性標(biāo)準(zhǔn)可以滿足出口車的要求。針對(duì)此結(jié)論，最終確認(rèn)對(duì)“雙林”“恒佳”及“青島方鑫”參考N200的材料、油漆、生產(chǎn)工藝組織生產(chǎn)。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

為確定供應(yīng)商的過程控制情況和零件質(zhì)量，對(duì)措施執(zhí)行后的保險(xiǎn)杠進(jìn)行耐水性試驗(yàn)。

審核供應(yīng)商及零件為“青島雙林”基本型前保險(xiǎn)杠、后保險(xiǎn)杠和“青島恒佳”標(biāo)準(zhǔn)型后保險(xiǎn)杠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表7。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，“雙林”和“恒佳”更改基材和油漆后符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。措施執(zhí)行后，出口車在海外的碼頭質(zhì)量檢查時(shí)此問題的故障消除，出口車保險(xiǎn)杠起泡問題得到解決。

5 結(jié)語

本文從現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)出口車保險(xiǎn)杠的油漆耐水性進(jìn)行了一些探討，并利用探討的結(jié)果對(duì)生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)，提高車輛保險(xiǎn)杠的油漆耐水性，減少顧客抱怨，節(jié)約返修成本。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉波.談現(xiàn)代汽車車身塑料件及其涂裝[J].上海塑料2007（4）.

[2]陳振發(fā).粉末涂料涂裝工藝學(xué)[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1997.

[3]王錫春.最新汽車涂裝技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[4]佚名.涂裝設(shè)備與技術(shù)[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)教材，2012.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]