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塑料件涂装工艺

1涂料介绍

汽车外饰塑料件涂料按涂层结构分为底漆、基色漆和清漆。

1.1底漆

主要性能要求：

附着力、抗水性、抗化学品性、耐冷热冲击性、耐热水冲击性、耐汽油性。

底漆分为单组分和双组分2种。

⑴单组分底漆

优点：

快干、可打磨、对底材附着力好。

缺点：

对面漆有选择，柔韧性较差、耐水性一般。

用途：

用于一般要求的场合。

⑵双组分底漆优点：

与面漆附着力好、柔韧性好。

缺点：

需低温烘烤后才能打磨。

用途：

用于一般要求的场合。

1.2基色漆

基色漆是与罩光面漆进行湿碰湿配套涂装的底漆，能满足湿碰湿施工要求。

基色漆分为基色闪光漆和基色实色漆。

⑴基色闪光漆：

是由树脂、铝粉（或/和）珠光粉颜料、溶剂、助剂等组成的，有金属、珠光效果，有较快的表干速率及抗溶剂性，能满足湿碰湿施工的要求。

⑵基色实色漆：

是由树脂、有机和无机颜料、溶剂、助剂等组成的，有较快的表干速率及抗溶剂性，能满

足湿碰湿施工的要求。

1.3清漆

清漆是用于基色漆罩光的透明涂层，为双组分。

一般是2K聚氨酯漆，一组分是由羟基丙烯酸树脂、助剂和溶剂组成，另一组分为异氰酸酯固化剂；两组分按比例在使用前混合。

该漆涂装于基色漆上，有很高的光泽、丰满度及优异的综合性能。

2施工工艺

塑料件涂装是用化学和机械方法除去塑料件表面的脱模剂、异物和污物，去除表面界膜阻力后在其表面涂覆涂料，经干燥成膜使汽车外饰塑料件与车身颜色及光泽一致并提供耐候性的工艺。

2.1涂层的结构及膜厚要求

涂层的结构及膜厚要求见表1

2.2工艺介绍

221典型的涂装工艺

⑴三喷两烘（3C2B）工艺（应用于溶剂型涂料）工件上件、前处理、预脱脂、脱脂、一次水洗、二次水洗、新鲜DI水洗、吹水、水分烘干、强冷、自然冷却、火焰处理、上遮蔽、手工除静电/检查、自动除静

电、喷底漆、底漆流平、底漆烘干、强冷、自然冷却、底漆检查打磨、除静电、喷底色漆（BC）、面漆流

平、喷罩光漆（CC）、流平、面漆烘干、强冷、自然冷却、成品检查下件、不合格品返修。

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⑵三喷一烘（3C1B）工艺（应用于溶剂型涂料和水性涂料）工件上件、前处理、预脱脂、脱脂、一次

水洗、二次水洗、新鲜DI水洗、吹水、水分烘干、强冷、自然冷却、火焰处理、上遮蔽、手工除静电/

检查、自动除静电、喷底漆、底漆流平、喷底色漆（BC）、面漆流平、喷罩光漆（CC）、流平、面漆烘干、强冷、自然冷却、成品检查下件、不合格品返修。

⑶工序作用

1脱脂：

脱脂的主要目的是除去塑料件表面的油污、脱模剂等，主要依靠脱脂剂的浸润、分散及乳化作用

达到除去油污的效果，去除界面阻力，提高附着力。

一般采用环形压力喷洗。

2水洗及表面活化：

脱脂后一般要经过4道水洗，主要目的是洗净工件表面残留的脱脂液、颗粒杂质和有

害离子，并活化表面。

一般前2道水洗为工业水喷洗，后2道为纯水洗。

3吹水：

吹水工序是在前处理后，通过风嘴用压缩空气吹净工件表面和边角夹缝中的水珠。

4水分烘干及强冷：

吹水后经过一段时间的沥水，工件进入水分烘干室烘干。

考虑到塑料件的耐热性能，烘干温度一般控制在60〜70°C，烘干时间为15〜20min。

5火焰处理：

火焰处理技术即使用高温火焰对塑料件板材进行高温加热处理，消除表面层的油污和脱模剂，选择性地除去低分子物及表面各种非晶成分，使表面粗燥化，具有多孔性，从而提高涂膜的附着力。

可用煤气或乙炔气和氧气的氧化焰，其中煤气氧化焰的处理温度一般为1000~2800C。

为了避免工件被烤变形，应使火焰烘烤时间限定在最小限度（约10s以下），烘烤后立即冷却。

6底漆、面漆喷涂:

•底漆喷涂底漆喷涂方式有手工喷涂和自动喷涂2种。

•底漆晾干

底漆喷涂后，湿漆膜中含有大量有机溶剂，若直接进入烘干室中烘烤，就会因溶剂挥发过快而使涂膜表面出现针孔、气泡等缺陷。

在晾干过程中，伴随着溶剂的挥发，油漆得以充分流平、展开，晾干时间、风速对流平效果影响较大，易产生流平不良、橘皮等漆膜缺陷。

•底漆烘干

目前使用的底漆有2种:

快干型和普通型。

快干型可自干，而普通型施工后其自身不能自然快速固化，需要采取加热固化方法，目的是缩短涂料烘干时间和提高涂层性能，同时要考虑到塑料件自身耐热性能及易变形的特点，烘干温度不宜过高，一般控制在80'C左右，工艺时间一般为20〜30min。

•底漆打磨

底漆表面或多或少存在油漆缺陷，为了给下道工序提供良好的油漆涂层表面，有必要对底漆件的表面进行打磨处理。

•面漆喷涂

面漆采用湿喷湿工艺,先喷底色漆再喷清漆，底色漆采用单组分油漆,色漆喷涂厚度因油漆品种不同而不同，金属色漆一般为12~18gm，素色漆一般为25~35^m。

•面漆晾干和烘干

面漆晾干工艺要求同底漆晾干一样，烘干工艺参数：

工艺温度控制在（80±5）C，工艺时间控制在

25〜35min。

•修饰交检

部分面漆表面存在一些缺陷，需通过打磨抛光消除缺陷。

不合格件若缺陷较小，可通过点修补消除，若缺陷较大且难处理，必须送到底漆打磨上大线返修。

2.2.2水性涂装工艺及要求

⑴水性涂装系指底漆、基色漆为水性漆、清漆仍为溶剂型漆，工艺要求见表2。

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⑵水性涂料施工要求喷漆室温湿度见表3

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3.4耐水性

耐水性能检测条件为40'C、240h，检测结果要求漆膜外观不能有明显的起泡、变色等，耐水后附着力

要求小于1级、常温弯曲要求同前。

图3为加速耐水后的结果（80C、4h，放置1h后划格检测附着力）

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3.8耐候性

耐候性分为加速耐候试验和天然曝晒试验，除要求外观、色差、光泽保持率外，还要求附着力小于1级

4综述

为适应节能环保的发展需要，在保证涂层性能的基础上，汽车制造业势必开发采用低能耗、低V0C的环保型汽车外饰塑料件涂料及涂装工艺。

如开发用于机器人喷漆室的具备除溶剂功能的新型循环供风设备，该设备在冬季生产时喷漆室采用循环供风，可节省大量的能源，此类设备在奇瑞东阳幼狮的塑料件涂装线上已有应用。

减少底漆烘干工序的3C1B涂装工艺及水性漆、高固体分漆等环保型涂料的应用都已成为汽

车塑料件涂装发展趋势

1前言

自上世纪60年代，为提高汽车的安全和环保节油性能，部分外饰件和内饰件材质开始塑料化，据统计目前的一辆轿车塑料件用量已经超过300kg，占整个轿车质量的20％左右。

随着塑料件在汽车中的运用越来越多，其装饰性和耐久性要求也越来越高，部分要求与车身同色且要具有与车身相同年限的防腐能力。

塑料件涂装越来越重要且必不可少。

奇瑞汽车有限公司十五万套塑料件涂装生产线是由该公司技术人员于1997年自行设计，委托扬州琼花环保设备工程有限公司和九台电器厂联合制造，1999年11月建成投产。

该条涂装线采用了当时国际上最新涂装技术，设备总投资较少，但其运行状况良好，产品质量稳定，一次交检合格率在92％以上，是一条经济实用的生产线。

下面简单介绍一下该条线的工艺状况。

2工艺简介

2.1塑料件涂装的目的塑料件涂装是用化学和机械方法除去塑料件表面脱模剂、异物、污物等，去除表面界膜阻力，提高附着力，并在其表面涂覆涂料，经干燥成膜并附着于塑料件的表面，达到防护和装饰的作用。

2.2塑料件的涂装工艺过程该条生产线工艺过程可分为2段，即前处理工段和底漆、面漆工段。

前处理工段采用化学处理方法，经低温脱脂水洗，表面活化后烘干，化学品材料采用上海汉高公司生产的塑料件清洗剂及表面活性剂，工件输送方式为普通悬链连续通过式。

底漆、面漆部分采用手工空气喷涂方式，三喷两烘或三喷一烘皆可，其输送方式采用NKC反向积放式地面链。

底漆、面漆材料采用PPG杜邦公司提供的溶剂型低温涂料。

该线主要工艺流程如图1（三喷两烘）。

白件检查（打磨擦净）t上白件t预脱脂（脱脂剂：

汉高代号2595）t脱脂tN01水洗tN0.2水洗t循环纯水洗（含表面活性剂：

汉高代号AID100）t鲜纯水洗t吹水t水分烘干t强

冷、擦净T静电除尘T喷底漆T晾干T烘干T强冷T底漆打磨T擦净/静电除尘T喷涂底色漆T晾干T点打磨/修补T喷清漆T晾干T烘干T强冷T修饰T交检T合格T去总装车间T不合格T点修补T底漆打磨返工

图1

2.2.1前处理工段

2.2.1.1脱脂

脱脂主要目的就是除去塑料件表面的油污、脱模剂等，主要依靠脱脂剂的浸润、分散及乳化作用达到除去油污的效果，去除界面阻力，提高附着力。

一般采用环形压力喷洗。

这道工序主要控制以下工艺参数。

a.总酸/PH值

塑料件脱脂和整车脱脂不同，整身脱脂一般为碱性脱脂，而塑料件遇到碱性溶液会发生化学反应，破坏工件表面结构，影响表面质量，因而塑料件脱脂槽液pH一般控制在6.0±1.0，总酸控制在4.8±1.0点。

b.脱脂温度

一般来说温度越高脱脂效果越好越彻底，但塑料件耐热性一般较差，温度过高会导致塑料件变形，考虑到此脱脂剂活性温度（50C左右活性最佳），将脱脂工艺温度控制在55±5C。

c.脱脂时间和压力

脱脂过程中，必须保证有足够的喷洗时间，清洗时间太短会造成脱脂不净，这条线的脱脂时间为0.8min，清洗方式采用压力喷淋，喷淋管路采用环形布置，保证工件各个面能得到彻底喷洗，喷嘴喷射方向和状况需定期调整，对喷射效果影响较大。

喷洗压力一般控制在0.1－0.2MPa之间，脱脂过程中当脱脂液喷射到工件表面时，在强力作用下脱脂液与工件有较好的接触，促使脱脂剂渗透和破坏油膜，并可冲洗掉工件表面已乳化的油污。

d.槽液的更换周期

由于塑料件脱脂是喷淋脱脂，槽体较小。

在长期循环使用后乳化、皂化油污越聚越多，有利于菌类、藻类物质的繁殖与生长，为了保证脱脂效果，防止菌类、藻类物质的污染，在正常生产一段时间后要及时排放槽液，一般脱脂槽液一周排放一次，若生产间隙时间太长，建议开班前再重新配槽。

2.2.1.2水洗及表面活化

脱脂后一般要经过4道水洗，主要目的是洗净工件表面残留的脱脂液、表面的颗粒杂质和有害离子，并活化表面。

一般前2道水洗为工业水喷洗，后2道为纯水洗，工艺时间0.5-1.0min，喷洗压力0.2-0.4MPa。

第3道循环纯水洗电导率一般控制在30卩S/cm以下，槽液中需不断补加表面活性剂，新鲜纯水的电导率控制在10卩S/cm以下。

2.2.1.3吹水

吹水工序是在前处理后，通过风嘴用压缩空气吹净工件表面和边角夹缝中的水珠，一般吹水时间为0.5min，压缩空气压力为0.5-0.6MPa，压缩空气的压力和风嘴方向是本道工序的控制要点，若调整不好将会影响后续的烘干效果。

2.2.1.4水分烘干及强冷

吹水后经过一段时间的沥水，工件进入水分烘干室烘干。

考虑到塑料件的耐热性能，烘干温度一般控制在60-70C之间，烘干时间15-20min。

2.2.2

底漆、面漆喷涂工段

2.2.2.1底漆喷涂

塑料件喷涂方式有手工喷涂和自动喷涂2种，奇瑞汽车有限公司塑料件涂装线采用手工空气喷涂，手工空气喷涂不仅对操作者的操作技能要求较高，而且施工环境和施工参数（喷漆室工艺参数、油漆施工参数）必须要严格控制。

喷漆室手工喷涂区风速一般设定在0.4-0.5m/s,工艺温度一般控制在18-35C，该线冬季喷漆室温度一般不低于18C，而夏季因其空调机组无制冷系统有时最高温度达到40C左右，对空调系统进行改造增加了一套加湿系统后，夏季温度基本可控制在35C以下，相对湿度一般控制在60-70%。

喷漆室空气洁净度一般要求大于5卩m粒径的微粒数为零，小于5卩m粒径的微粒含量小于1X105个/Lo采用单罐供漆系统，油漆施工压力一般控制在0.2-0.3MPa，雾化空气压力一般控制在0.5-0.6MPa，底漆采用2道喷涂，第1道闪干50s后喷涂第2道，膜厚控制在35-40卩mo

222.2底漆晾干

底漆喷涂后，湿漆膜中含有大量的有机溶剂，若直接进入烘干室中烘烤，就会因溶剂挥发过快造成涂膜表面针孔、气泡等缺陷。

在晾干过程中，伴随着溶

剂的挥发，油漆得以充分流平、展开，晾干时间、风速对流平效果影响较大，易产生流平不良、桔皮等漆膜缺陷，晾干时间一般控制在5-7min，风速一般为

0.2—0.3m/s。

222.3底漆烘干

塑料件使用的底漆涂料是双组分涂料，目前被使用的底漆涂料有快干型和普通型2种，快干型可自然指干，但普通型施工后其自身不能自然快速固化，因而需要采取加热固化方法，目的是缩短涂料烘干时间和提高涂层性能，同时要

考虑到塑料件自身耐热性能及易变形的特点，烘干温度不宜过高，一般控制在80C左右，工艺时间一般为20—30min。

222.4底漆打磨

底漆表面或多或少存在油漆缺陷，为了给下道工序提供良好的油漆涂层表面，有必要对底漆件的表面进行打磨处理，打磨材料一般采用600—800号水砂

纸，打磨一般缺陷时用800号砂纸，打磨较大缺陷时用600号砂纸。

2.2.2.5面漆喷涂

面漆采用湿碰湿工艺，先喷底色漆再喷清漆，底色漆采用单组分油漆，色漆喷涂厚度因油漆品种不同而不同，金属色漆一般为12—18卩m，素色漆一般为25—35卩m喷涂工艺参数和底漆相同，底色漆喷涂后一般晾干5—7min后进入清漆喷漆室，在喷涂清漆前可对色漆表面的颗粒或较小的缺陷用1200号抛光片进行修磨，修磨平整后对所修部位用空气补漆枪补喷色漆。

处理完成后进行清漆喷涂，清漆喷涂时各工艺参数和底漆相同。

2.2.2.6面漆晾干和烘干

面漆晾干工艺要求同底漆晾干，烘干工艺参数为工艺温度一般控制在80±5C，工艺时间一般控制在25—35min。

2.2.2.7修饰交检

部分面漆表面存在一些缺陷，需通过打磨（一般用1500号梅花砂纸）抛光消除

缺陷。

不合格件若缺陷较小，可通过点修补消除，若缺陷较大且难处理，必须送到底漆打磨上大线返修。

2.2.3

各工序主要参数表各工序主要参数见表1

表1各工序主要参数

序

号

工序名称

处理方式

工艺时

间/min

工艺温度/'C

材料

备注

1

挂件

人工

—

2

预脱脂

喷淋

0.8

室温

专用清洗剂

压力为0.1-0.2MPa,pH值5-7

3

脱脂

喷淋

2

55±5

专用清洗剂

压力为0.1-0.2MPa,pH值5-7

4

一次水洗

喷淋

0.8

55±5

自来水

压力为0.2-0.4MPa

5

二次水洗

喷淋

0.8

室温

自来水

压力为0.2-0.4MPa

6

循环纯水洗

喷淋

0.8

室温

去离子水+表面

活性剂

压力为0.1-0.3MPa，电导V

30卩s/cm

7

新鲜纯水洗

喷淋

0.4

室温

去离子水

压力为0.1-0.3MPa，电导V

30卩s/cm

8

吹水

吹压缩空

气

0.5

室温

压缩空气

压缩空气压力》0.6MPa

9

水分烘干

热风循环

15

75±5

10

转挂

人工

—

11

检查、打磨

人工

1.5

12

擦净

人工

1.5

粘性擦布等

13

静电除尘

人工

1.5

静电除尘器

14

喷底漆

人工

3

18-35

双组分漆

漆压0.15-0.30MPa、输气压

15

晾干

挥发

7

18-35

0.5-0.6MPa漆膜厚度30-40gm

16

烘干

热风循环

25

85±5

17

强冷

风冷

4

室温

18

底漆打磨

人工

18-35

砂纸等

19

擦净/静电

吹

人工

18-35

粘性擦布

20

喷涂底色漆

人工

18-35

单组分漆

与底漆相同

21

晾干

挥发

18-35

22

点打磨/修

补

人工

18-35

抛光片

23

喷清漆

人工

18-35

双组分漆

与底漆相同

24

晾干

挥发

18-35

25

烘干

热风循环

85±5

26

强冷

风冷

室温

27

修饰

人工

18-35

砂纸羊毛球抛光

膏

28

交检

人工

结束语

这条十五万套塑料件涂装线建成投产6年来，从运行状况来看该生产线可靠性好、质量稳定，达到当初设计要求，虽然单层同一平面工艺布置可节约大量投资，但洁净度和施工环境需加大控制力度。

工艺规划

1.塑料件的表面处理

塑料件种类繁多，许多塑料极性小，结晶性大，表面张力小，润湿性差，表面光滑。

为提高

涂料对塑料的附着力，减少表面缺陷，改善塑料涂层的质量，塑料件涂装前要进行表面处理。

该前处理线采用化学处理方法，经低温脱脂水洗、沥液及高压空气吹水后烘干，工件输送方

式为普通悬链连续通过式，变频控制链速。

图2底漆打磨t面漆喷漆

其主要工艺流程如下：

白件检查t手工预清理t白件转挂t预脱脂t沥液t脱脂t沥液t一次水洗t沥液t二次水洗t沥液t循环纯水洗t沥液t新鲜纯水洗t沥液t高压空气吹水T检查T水分烘干T冷却T卸件。

（1）手工预清理：

用有机溶剂擦拭塑料能除去塑料表面的各种非晶态部分，使其粗糙化或具有多化性，提高涂料的附着力。

（2）脱脂：

塑料表面有油污、脱模剂等，必须除油和脱脂。

它主要依靠脱脂剂的浸润、分散和乳化作用达到除去油污的效果，提高表面附着力。

脱脂主要控制参数具体如下：

脱脂液PH值在6.0±1.0，总酸控制在4.8±1.0，脱脂温度控

制在55±5C，脱脂时间控制在1.5min。

（3）水洗及表面活化：

脱脂后经过4道水洗，每段水洗之间留有1min的沥液时间。

前两道为工业水喷洗，工艺时间分别为0.6min。

后两道为纯水洗，工艺时间为0.3〜0.9min。

喷洗压力0.2〜0.4MPa。

第三道循环水洗电导率一般控制在30卩s/cm以下，槽液中不断补加表面活性剂，新鲜纯水

的电导率控制在10卩s/cm以下。

第四道水洗后留有1.5min的沥液时间。

（4）高压空气吹水：

此工序通过风机从车间内进风，将高压空气吹向工件表面，目的是吹

净工件表面和边角夹缝中的水珠。

吹水时间为2min，吹水压力通过调节板适当调整，一般

控制在0.2〜0.4MPa。

（5）水分烘干和强冷：

工件吹水后经过2〜3min的沥水，进入水分烘干室烘干。

水分烘干

室通过热风循环，将工件表面和内腔内的水吹干。

考虑塑料件的耐热性能，烘干温度控制在

60〜70C之间，烘干时间在16min左右。

2.塑料件底漆和面漆喷涂

（1）底漆喷涂、晾干：

此生产线采用手工空气喷涂，喷涂作业区长度18m要求手工喷涂

区风速控制在0.4〜0.5m/s，工艺温度控制在18〜30C，相对湿度在60〜70%工件通过时间为4〜5min。

此生产线采用单罐供漆，油漆施工压力一般控制在0.2〜0.3MPa，雾化空气压力一般控制在

0.5〜0.6MPa。

两道喷涂，膜厚控制在35〜40卩m

底漆喷涂后进入晾干室，由于底漆与面漆采用W/W（湿碰湿）工艺，无底漆烘干，所以底漆

的涂料采用双组份快干型涂料，且晾干要充分，表面要达到指干状态。

晾干室风速设计为

0.2〜0.3m/s，工艺时间设计为7.5min。

（2）面漆喷涂、晾干：

进入面漆喷漆室前，有4m长的底漆检查室。

在喷涂前，可对底漆表

面的细小颗粒或缺陷用1200号抛光片进行修磨。

面漆也采用W/W（湿碰湿）工艺，先喷色漆再喷清漆。

色漆喷涂厚度因油漆品种不同而不同，金属色漆一般为12〜20卩m素色漆一般为25〜35卩m

色漆喷涂后晾干7.5min进入清漆喷漆室。

清漆喷涂完后晾干7.5min进入面漆烘干炉。

色漆和清漆喷涂时，各参数与底漆相同。

（3）面漆烘干、强冷：

面漆烘干室的温度控制在80〜90C,烘干时间为40min。

设备规划

1.前处理设备

前处理设备主要由室体、工作槽、管路系统、温度调节系统、排风系统和供排水等组成。

室体由1.5mm厚的不锈钢板制作，内有维修和保养通道，设置2个保养门。

保养门处安装悬臂式探照灯，方便人员检查和保养设备。

整个室体安放在1.6m高的支架上，泵及附属设备

放在槽侧部。

面漆烘干室

槽体上配有溢流、排净和泵循环管路出入口等。

加