浅析外饰塑料件油漆涂层耐湿性能不合格的原因论文

2016-12-01

浅析外饰塑料件油漆涂层耐湿性能不合格的原因全文如下：

1 问题描述

近年来，各主机厂保险杠等外饰塑料件的油漆涂层质量问题多以起泡和掉漆为主要缺陷。笔者进行的有关统计结果显示，当年售后反馈的掉漆和起泡缺陷约占质量问题总数的16%，比例较高。

在试验室进行的涂层耐湿性试验过程中，也发现以PP-EPDM-T10、PP-EPDM-T20为基材的保险杠、防擦条和侧裙护板等塑料件涂层发生起泡缺陷的比例较大，起泡的直径和密度各不相同。

综上，涂层耐湿性差、导致涂层起泡、附着力下降的缺陷，已成为亟待解决的问题。

2 起泡原因初步分析

经初步分析，与涂层起泡有关的因素主要有以下几方面。

a.基材前处理工艺;

b.涂层烘干工艺;

c.基材。

3 主要原因的排查与验证

3.1 基材前处理工艺的影响

3.1.1 涂装工艺流程

目前，PP 类外饰塑料油漆件通常采用三涂一烘(3C1B)工艺。相比而言，手动涂装线更容易出现基材脱脂不完全的情况。

3.1.2 用溶剂(无水乙醇)擦拭与否的对比试验

选择3 个塑料件注塑厂家，使用同一厂家的PP-EPDM-T20塑料粒子注塑保险杠。然后在各保险杠本体上截取样块，在试验室制成涂漆样板，进行涂膜耐湿性试验，具体步骤如下。

a.将试验样板放置于(60±1)℃、100% RH 的潮湿试验箱中，进行100 h连续冷凝水试验;

b.到达规定时间后取出试验样板并于(23±2)℃、(50±5)% RH的环境下放置24 h，检查涂层起泡情况。

可见，溶剂擦拭非常重要，必须严控该工序质量。

3.1.3 基材表面常见污染物对涂层耐湿性能的影响

选取2 个塑料粒子供货厂家注塑的PP-EP⁃DM-T20 塑料样板，在试验室制取涂漆样板，并于喷漆前对样板表面分别施以打磨灰、手汗和脱模剂3种污染物。

可见，基材表面残留的打磨灰、手汗和脱模剂是导致涂层起泡的主要原因之一。

3.2 涂层烘干工艺的影响

3.2.1 烘干工艺的影响

选择2 个塑料粒子供货厂家注塑的PP-EP⁃DM-T20 塑料样板，在试验室制取涂漆样板，进行烘干工艺的对比试验。表中无温度梯度的正常烘干条件为(85±2)℃、30 min，有温度梯度的正常烘干条件为(40±2)℃、5 min→(55±2)℃ 、5 min→(70±2)℃ 、5 min→(85±2)℃、30 min，非正常烘干条件a为(65±2)℃、30 min，非正常烘干条件b为(85±2)℃、20 min。由试验结果可见，烘干温度低和烘干时间短会加剧涂层起泡的程度。

3.2.2 烘干后老化期的影响

选择3 个塑料粒子供货厂家注塑的PP-EP⁃DM-T20 塑料样板，在试验室制取涂漆样板，并进行涂层烘干后不同老化期(指开展耐湿性试验前，样品在标准环境下的调节时间)的涂层耐湿性对比试验，结果见表5。由表5 可知，涂层烘干后老化期对涂层耐湿性能影响不明显，不是涂层起泡的主要原因。

3.3 基材的影响

3.3.1 基材材质的影响

为检验不同基材对涂层耐湿性能的影响，选择2 个塑料粒子供货厂家(E、F)注塑的塑料(高、低档PP-EPDM-T10，以下简称T10;高、低档PPEPDM-T20，以下简称T20)样板，对基材样板进行(100±2)℃/18 h 加烘烤(以减少涂装时增塑剂析出)和未加烘烤，然后在试验室制取涂漆样板，并进行涂层耐湿性能对比试验。可见，基材材质对涂层耐湿性能有影响，但基材是否加烘烤则影响不大。

3.3.2 基材涂装前表面潮湿程度的影响

塑料件注塑成型后到涂装之前有运输周转过程，期间基材可能会由于潮湿环境或人工湿打磨而导致基材表面有水分残留。选择2个塑料粒子供货厂家注塑的PP-EPDM-T20塑料样板，烘干后在样板上均匀滴上去离子水，然后在试验室制取涂漆样板，进行涂层耐湿性试验，结果见表7，涂层起泡状态见图5。可见，基材潮湿是导致涂层起泡的主要原因之一。

4 结论

综上，导致外饰塑料油漆件耐湿性差的主要原因如下。

a.基材前处理不彻底，或者工人在施工过程中不戴手套便接触工件;

b.烘烤温度或烘烤时间不符合工艺要求;

c.涂装前基材受潮或前处理后基材上残留水分未吹净;基材质量不稳定或涂料与基材的匹配性差。

d.导致汽车塑料件耐湿性差的原因比较复杂,因此仍需要进一步研究与探讨。

5 改进措施

a.基材前处理要彻底，确保边角处和面积较大的塑料件各处都能被擦净;工人在施工过程中应佩戴手套;基材前处理后应立即进行涂装，防止基材被二次污染;

b.严格控制涂装烘干条件，确保形成固化完全的涂层;

c.确保涂装前基材表面的水分被彻底吹干，外观要求很高的塑料油漆件应使用品质较好的基材，进行PP类塑料件低温底漆与指定塑料基材的涂装配套性能验证。