汽車保險杠蒙皮涂層涂裝中等離子火焰處理的應用

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2023-02-20

保險杠是汽車重要的安全件與裝飾件，在造型和安全性能方面起至關重要的作用。保險杠蒙皮多采用改性PP塑料,PP良好的抗沖擊性使保險杠具有良好的吸能特性，提高了安全性能；并且PP相對低廉的價格與優(yōu)良的加工性能，也符合保險杠百變造型的需求。保險杠多與車身同色，通過油漆涂裝實現(xiàn)。保險杠涂裝涉及多達20多道工序，本文著重介紹前處理工藝中的等離子火焰處理工藝。等離子表面處理的主要目的是提高基材的表面張力，以提高基材與涂層的附著力。

PP涂裝為什么需要等離子表面處理
PP是常用塑料中最輕的，密度僅為0.91g/cm3，為結晶型高聚物。保險杠常用材料為PP-EPDM-T20，為改性PP。其優(yōu)點是：耐熱性優(yōu)良，質輕、韌性好；其缺點是耐候性差，易老化、變脆。因此其表面多涂裝油漆以保護和延長其使用壽命，同時也滿足與車身同色的設計要求。但是PP材料表面是非極性，而通常涂裝塑料表面都是極性表面，所以PP涂裝需通過前處理工藝改變其表面的極性。汽車保險杠因其尺寸偏大，且要求成本低廉，多采用等離子處理，更加環(huán)保。臨界表面張力僅為30達因左右，而涂料可黏附的重要表面特征之一是表面張力為必須達到37達因以上。PP的表面張力遠低于涂裝的要求，涂料很難通過溶解作用產(chǎn)生附著力。

PP材料涂裝要獲得良好的漆膜附著力取決于兩個基本條件：（1）油漆對被涂裝表面充分潤濕；（2）油漆與PP表面形成足夠的粘合力。潤濕是液體在固體表面分子間力作用下的均勻鋪展現(xiàn)象，也就是液體對固體的親和性。

等離子火焰處理基本原理
等離子火焰處理：低溫等離子體中含有大量的離子、激發(fā)態(tài)分子、自由基等多種活性粒子。這些活性粒子能與材料表面進行各種相互作用。利用等離子火焰對塑料基材表面進行處理，可以將氧原子引入基材表面分子鏈，改變表面分子聚集結構形態(tài)，從而改變基材表面極性———非極性變?yōu)闃O性。等離子能量的導入增加了基材的表面能，改善了基材表面的被浸潤能力，從而使涂料等液態(tài)物質可以在基材其表面鋪展開來。等離子火焰處理的化學機理為：通過低溫等離子體處理在表面引入特定的官能團,如羥基-OH、羧基-COOH等,它們對水分子有相當?shù)挠H和能力。與PP形成一層極性功能團，提高了其表面能，從而改善了PP表面的被浸潤能力。

等離子火焰處理工藝過程
保險杠蒙皮等離子火焰處理通常使用機器人，在機械手的前臂上安裝上等離子火焰發(fā)生設備和火焰刷子。根據(jù)保險杠的型面設定調控程序編輯機器人運行軌跡，通過機械手不同軸的轉換，使等離子火焰處理頭在塑料表面上處理，機械手移動必須保證覆蓋所有需要涂裝的表面。

等離子火焰處理工序是目前大型PP涂裝件最常用的前處理工藝，對涂裝后的漆膜性能影響很大。等離子體處理通過氧化作用引入極性基團羥基和羧基，并且表面處理的刻蝕作用可以去除弱邊界層，提高表面粗糙度，能夠提高整體汽車塑料件涂裝的工藝水平。