喷涂用油漆对空调用ABS树脂力学性能影响的研究

王妍丽 李红生 陈义宝 赵德和

格力电器(合肥)有限公司 安徽 合肥 230088

1 项目背景

随着新产品不断开发,喷涂制品在空调领域使用越来越广,新油漆在产品开发引入时,如何避免在喷漆过程中,油漆对ABS原料的力学性能的影响,是值得研究的问题。以此为契机展开喷涂件强度可靠性研究,研究空调喷漆和喷漆+UV 罩光对ABS力学性能影响趋势及大小。

2 实验研究方案

2.1 样品制备及表面喷涂

原材料：日本东丽ABS-TR 树脂

油漆：红色底漆T518-3645;红色面漆T518-3645A;白色底漆KH-0570;白面漆KH-0571;香槟色面漆T518-3116;光油1117C,开油水117A

样条制备：按照力学性能测试国家标准注塑一批基础样条,到喷漆厂按照红色面漆+底漆(红漆)、白色面漆+底漆(白漆)、香槟金+UV 罩光(香槟+光油)、白色底漆+面漆+光油(白漆+光油)进行喷涂及后处理;

3 测试结果与分析

3.1 不同颜色喷漆及喷漆+光油力学性能对ABS力学性能的影响

3.1.1 油漆种类不同,对ABS物理性能影响不同,对ABS力学性能的影响顺序为：底漆+面漆＜油漆(面漆+底漆)+光油;不同颜色喷漆对ABS样条力学性能变化趋势无明显影响。

3.1.2 喷漆后ABS样条拉伸强度、冲击强度、弯曲强度均能保持其原性能的90%以上,但对断裂伸长率影响极大,经面漆+底漆腐蚀后,ABS样条断裂伸长率保持率为60%;喷涂后样条罩光油后,ABS样条断裂伸长率保持率为17%。

油性漆含有大量的甲苯、二甲苯等有机溶剂,其中甲苯和二甲苯的溶解度参数分别是18.0(J/cm3)1/2 和17.6(J/cm3)1/2,ABS的溶解度参数为19.6(J/cm3)1/2,聚合物和低分子液体之间的关系,当二者溶解度参数之差不大于3(J/cm3)1/2时,一般都具有良好的互溶性;根据相似相容的原则,油性漆对ABS树脂有一定的相容性,ABS 会被油漆溶蚀。主要导致ABS树脂延性变为脆性。对其断裂伸长率影响最大。

3.2 考虑放置时间油漆对ABS力学性能的影响

考虑常温(标况状态下)放置时间对ABS 力学性能的影响,开展了存放时间1d、2d、7d、14d、30d。

通过测试数据分析对比,喷涂后的ABS物理性能与喷涂油漆种类有关,相同喷涂工艺,数值相差不大。为了图标的直观化,现在按照ABS白件(未喷涂)、面漆+底漆、油漆+光油进行分析。

喷漆后的ABS样条与白件相比,油漆工序越多,其影响越大,其规律为底漆+面漆＜油漆(面漆+底漆)+光油,ABS韧性指标断裂伸长率的变换相对ABS刚性指标变换较大,是喷涂油漆后面板断裂的主要因素。其随着放置时间越长,ABS力学性能均有不同程度降低,7d后变化值趋于稳定。其ABS力学性能下降较为缓慢,处于平缓阶段。

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3.3 考虑不同工况条件喷漆对ABS力学性能的影响

开展低温(-25℃)、湿热环境(60℃*RH95%)、高低温冲击循环试验(-25℃*4小时,60℃*4小时为一个循环)环境下,放置7d(结合常温下7d后ABS力学性能变化值趋于稳定)。各喷涂后的ABS样条拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度试验。

通过测试数据分析对比,喷涂后的ABS力学性能与喷涂油漆种类和受环境因素有关,相同喷涂工艺,喷漆的ABS样条在湿热、低温、冲击条件下,其力学性能有明显下降趋势,其断裂伸长率下降最为明显,。不同喷涂油漆,喷漆+罩光油工序,对ABS力学性能影响最大。

4 结论

油漆种类不同,对ABS力学性能影响不同,对ABS物理性能的影响顺序为：未喷涂＜底漆+面漆＜油漆(面漆+底漆)罩光油。光油对ABS韧性腐蚀能力最大,建议注塑件应力集中处,禁止使用罩光油工序。随着喷涂后时间放置,ABS物理性能均呈下降趋势,当放置时间达到第7时,其ABS物理性能下降较为缓慢,处于平缓阶段。各种环境对喷涂后ABS物理性能影响不同,不同环境相同放置时间对ABS物理性能的影响顺序为：低温环境＞高低温冲击＞高温潮态＞常温。与实际生产冬季低温喷漆后面板断裂异常一致。