SMC制件上单组分水性底漆附着力的影响因素

李春平，高赵

（一汽解放汽车有限公司，吉林 长春 130011）

SMC是sheet molding compound的缩写，即片状模塑料复合材料，主要由GF(专用纱)、UP(不饱和树脂)、低收缩添加剂、MD(填料)及各种助剂组成。SMC成型工艺是将片状模塑料放到已经加热到指定温度的模具中，通过液压机加压，使熔融片状模塑料均匀地充满模腔，再经过一段时间的保压加热后固化成型。随着汽车轻量化的发展，越来越多的复合材料被应用到载货车上，车身外饰件尤为普遍。根据工件的位置及作用，分别使用了 SMC、ABS(异烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PP(聚异烯)和 ST14(德国冷轧板)4种材料。其中SMC具有良好的球压痕硬度、弯曲强度及简支梁冲击强度，一般用于前围外板、脚踏板、翼子板、导流板、保险杠等外饰件上[1-3]。

笔者所在单位于2018年将低温水性涂料应用在非金属涂装上。为了获得更好的涂层附着性能，本文开展了SMC制件上单组分水性底漆附着力影响因素的研究。

1 SMC制件上单组分水性底漆附着力的影响因素

1.1 SMC片材配方的影响

采用3种不同配方(记为1#、2#、3#)的SMC片材，配方1#、2#采用水性内置脱模剂，配方3#采用油性内置脱模剂，在1 000 t压机上制件，每组1件，工艺参数完全相同：温度155 ～ 160 °C，工作压力21 ～ 25 MPa，保压时间140 s。在制件过程中不使用外喷脱模剂，要求在制件前对模具进行彻底清洗。

通过涂装线对3组制件进行喷漆，涂装工艺流程为：预脱脂(酸性)→脱脂(酸性)→水洗→循环纯水洗→新鲜纯水洗→水分烘干→喷底漆(单组分水性漆)→喷色漆(单组分水性漆)→喷清漆(双组分溶剂型漆)→面漆烘干→强冷。

工件下线后室温调整24 h，接着进行划格检测(GB/T 9286-2021《色漆和清漆 划格试验》)及划叉剥离检测(企标)，以评价涂层的附着力。

从表1给出的测试结果可知，涂层附着力与SMC片材配方有关。建议SMC片材配方中使用水性内置脱模剂，以便更好地配套水性底漆。

表1 不同SMC片材制件的附着力检测结果Table 1 Adhesion test results for different SMC components

1.2 SMC制件表面张力的影响

选取6个相同的未进行处理的SMC工件，用达因笔在其表面测试表面张力，然后在涂装线上喷漆，工件下线后室温调整24 h，在测过表面张力的位置进行附着力划格检测。从表2给出的结果来看，涂层附着力与SMC工件的表面张力无关。

表2 SMC工件不同位置的表面张力与涂层附着力Table 2 Surface tension and coating adhesion at different positions of SMC components

1.3 SMC制件表面粗糙度的影响

选取1#、2#两种不同的SMC片材分为2组，每组6个制件，分别进行2种喷涂前处理，一种是表面不做处理，另一种则使用600目砂纸进行100%打磨处理。将工件擦拭干净后通过涂装线进行喷漆，工件下线后室温调整24 h，选取相同的位置进行附着力划格检测及划叉剥离检测。从表3和表4给出的测试结果可知，涂层附着力与SMC工件表面粗糙度有关，表面打磨后有利于提高附着力[4]。

表3 表面未打磨的SMC件上涂层的附着力检测结果Table 3 Adhesion test results of coatings on unpolished SMC components

1.4 SMC制件外喷脱模剂的影响

采用满足2种附着力检测要求的SMC片材制件9个，平均分为3组，其中两组模仿制件工艺过程中在模具外表面喷涂外脱模剂的方法，2种外喷脱模剂的红外光谱如图1所示。然后对3组工件进行喷漆，工件下线后室温调整24 h，选取相同位置进行附着力划格检测及划叉剥离检测。从表5可以看出，涂层附着力与外喷脱模剂有关。

图1 外喷脱模剂A(a)和B(b)的红外谱图Figure 1 Infrared spectra of mold-release agents A (a) and B (b) for external spray

表5 外喷脱模剂对涂层附着力的影响Table 5 Effects of mold-release agents for external spray on adhesion of coating

2 结语

SMC片材配方、制件表面粗糙度及制件过程使用的外喷脱模剂这3个要素对单组分水性底漆附着力均有直接影响。

SMC制件采用单组分低温水性涂料与水性色漆、溶剂型清漆工艺搭配时，建议与制件及涂料供应商进行深入交流，选择合适的SMC片材及涂料，制定合理的工艺流程，以确保涂层性能满足要求。