汽车电镀件涂层附着力改善研究

2021-07-21刘帮毅陈稳宏苏英霞

环境技术 2021年3期

刘帮毅，陈稳宏，苏英霞

（吉利汽车研究院（宁波）有限公司，宁波 315336）

引言

汽车塑料电镀零件喷漆后可以实现特殊色彩及光泽，既有油漆颜色的丰富多样性，又带有强烈的金属质感，带给消费者强烈的视觉感官体验，并在现有车型上普遍应用。但是由于电镀件表面铬层光滑或带有钝化层且表面易沾染或吸附灰尘等杂质，因此电镀件上喷漆，其涂层附着力差一直是行业老大难问题[1-3]。

本文主要研究聚氨酯-丙烯酸类涂料对镀铬层的附着性研究，影响变量为电镀后至涂装前的间隔时间、不同油漆、不同前处理、不同涂层结构[4-9]。本文验证了5家供应商提供的漆在相同测试条件下的附着力表现情况，以供行业同仁参照。

1 试验部分

1.1 样板制作

参考格栅及散热器面罩饰条产品工艺，先制作电镀样板，按照一定时间间隔，在电镀样板上喷涂油漆，制作喷漆样板。

1.2 试验项目

将1.2制备的喷漆样板按表1和表2的条件测试。

表1 蒸汽扫射测试条件

表2 碎石冲击测试条件

2 试验结果与分析

2.1不同油漆对产品合格率的影响

A供应商选用当前行业有稳定量产应用的成熟油漆；B供应商选用开发油漆，其在汽车内饰零件应用较多，但电镀件上应用较少。

图1、2所示，A供应商，4H和16H样板局部油漆破损, 分析因为样板是手工喷涂，一致性较差；B供应商，2H样板合格，4H样板边缘掉漆，8H和16H样板大面积涂层脱落。随电镀与喷漆的间隔延长，蒸汽扫射合格率呈下降趋势，分析是喷漆前，电镀样板放置时间越久，样板表面会逐渐沉积水汽、灰尘及其他杂质，样板表面活性会逐渐降低，不利于油漆附着。另外不同油漆配方，附着力不同，根据接触角原理，见公式（1），涂料与基材间的润湿程度（即附着力大小）取决于基材、涂料、基材与涂料间的表面张力。只有涂料的表面张力小于基材的表面张力时，才有可能润湿；而表面张力大的物体不能润湿表面张力小的物质。表面张力小的涂料可以改善涂料与基材间的附着力[4]。后续2.2-2.5章节均选用该成熟油漆进行验证。

图1 不同油漆对产品合格率的影响

图2 蒸汽扫射后图片

2.2喷漆前处理对产品合格率的影响

A供应商对电镀样板进行除尘脱脂及弱酸擦拭，再喷漆；C供应商不作前处理，直接在电镀样板上喷漆；然后开展蒸汽扫射测试。

图3、4所示，A供应商，4H和16H样板局部油漆破损；C供应商，仅2H样板合格，其余样板油漆脱落明显，露出电镀本体。说明喷漆前处理，可有效提高涂层附着力。

图3 喷漆前处理对产品合格率的影响

加严标准，蒸汽30 s定点直射结果见图5，说明喷漆前处理可有效提高涂层附着力。

图5 蒸汽定点直射后图片

A供应商喷漆前对样板进行了除尘脱脂，可去除表面沉积的灰尘和油污，进行弱酸擦拭，会对样板表面溶蚀形成微小的粗糙多孔表面，而且也会增加样板表面极性，这些都可以提高样板的表面张力，增加润湿性，利于油漆附着。

2.3涂层结构对产品合格率的影响

电镀样板，A供应商喷双层漆；C和D供应商喷单层漆；然后开展碎石冲击测试。

图6和图7所示，双层漆试验合格；单层漆所有样板失效，涂层脱落并有露底现象，说明涂层结构对碎石冲击测试有较大影响，单层漆涂层厚度较薄，而碎石冲击能量较大，直接穿透涂层，导致单层漆起不到防护作用。而通常油漆物理机械性能及化学性能最好的是清漆涂层，但是清漆涂层对于基材的附着力相对较弱，因此解决此类问题的关键在于同时具有强附着力的底漆以及搭配优秀物理机械性能的清漆。

图4 蒸汽扫射后图片

图6 涂层结构对产品合格率的影响

图7 碎石冲击后图片

2.4不同电镀样板对产品合格率的影响

D供应商选用同一家油漆（单层漆），分别在电镀亮铬和黑铬样板上喷漆，制作喷漆样板，喷漆前对电镀样板表面进行除尘脱脂及弱酸擦拭处理。

图8所示，电镀黑铬所有样板都有涂层脱落露底现象，其中2块样板脱落严重，塑料电镀件都是采用光亮铜-半光镍-光亮镍-镍封-铬层工艺，尤其是黑铬样件，其铬层含有二价铁离子及硫元素，故耐腐蚀性较差，因此黑铬工艺通常会增加钝化工序增加产品的耐腐蚀性，而此有机钝化层多为化学性能非常稳定的憎水基有机物，会严重影响涂层附着力。