汽车保险杠蒙皮涂层涂装中等离子火焰处理的应用

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-02-20

保险杠是汽车重要的安全件与装饰件，在造型和安全性能方面起至关重要的作用。保险杠蒙皮多采用改性PP塑料,PP良好的抗冲击性使保险杠具有良好的吸能特性，提高了安全性能；并且PP相对低廉的价格与优良的加工性能，也符合保险杠百变造型的需求。保险杠多与车身同色，通过油漆涂装实现。保险杠涂装涉及多达20多道工序，本文着重介绍前处理工艺中的等离子火焰处理工艺。等离子表面处理的主要目的是提高基材的表面张力，以提高基材与涂层的附着力。

PP涂装为什么需要等离子表面处理
PP是常用塑料中最轻的，密度仅为0.91g/cm3，为结晶型高聚物。保险杠常用材料为PP-EPDM-T20，为改性PP。其优点是：耐热性优良，质轻、韧性好；其缺点是耐候性差，易老化、变脆。因此其表面多涂装油漆以保护和延长其使用寿命，同时也满足与车身同色的设计要求。但是PP材料表面是非极性，而通常涂装塑料表面都是极性表面，所以PP涂装需通过前处理工艺改变其表面的极性。汽车保险杠因其尺寸偏大，且要求成本低廉，多采用等离子处理，更加环保。临界表面张力仅为30达因左右，而涂料可黏附的重要表面特征之一是表面张力为必须达到37达因以上。PP的表面张力远低于涂装的要求，涂料很难通过溶解作用产生附着力。

PP材料涂装要获得良好的漆膜附着力取决于两个基本条件：（1）油漆对被涂装表面充分润湿；（2）油漆与PP表面形成足够的粘合力。润湿是液体在固体表面分子间力作用下的均匀铺展现象，也就是液体对固体的亲和性。

等离子火焰处理基本原理
等离子火焰处理：低温等离子体中含有大量的离子、激发态分子、自由基等多种活性粒子。这些活性粒子能与材料表面进行各种相互作用。利用等离子火焰对塑料基材表面进行处理，可以将氧原子引入基材表面分子链，改变表面分子聚集结构形态，从而改变基材表面极性———非极性变为极性。等离子能量的导入增加了基材的表面能，改善了基材表面的被浸润能力，从而使涂料等液态物质可以在基材其表面铺展开来。等离子火焰处理的化学机理为：通过低温等离子体处理在表面引入特定的官能团,如羟基-OH、羧基-COOH等,它们对水分子有相当的亲和能力。与PP形成一层极性功能团，提高了其表面能，从而改善了PP表面的被浸润能力。

等离子火焰处理工艺过程
保险杠蒙皮等离子火焰处理通常使用机器人，在机械手的前臂上安装上等离子火焰发生设备和火焰刷子。根据保险杠的型面设定调控程序编辑机器人运行轨迹，通过机械手不同轴的转换，使等离子火焰处理头在塑料表面上处理，机械手移动必须保证覆盖所有需要涂装的表面。

等离子火焰处理工序是目前大型PP涂装件最常用的前处理工艺，对涂装后的漆膜性能影响很大。等离子体处理通过氧化作用引入极性基团羟基和羧基，并且表面处理的刻蚀作用可以去除弱边界层，提高表面粗糙度，能够提高整体汽车塑料件涂装的工艺水平。