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1、车身漆膜户外老化过程出现斑点弊病的实验分析彭彪斌，陈林，王文文（神龙汽车有限公司，武汉 430056）摘要：通过对材料和漆膜的理化分析，并将涂装工艺过程可能带入的污染物进行系统的实验模拟。从而将缺陷的形成过程进行再现，以探索缺陷形成的原因及控制措施。一、 前言汽车涂料作为汽车的“外衣”，不仅要求有良好的防腐、耐磨和抗冲击性能，而且还要求漆膜丰满、鲜映度高、耐候性好，并且还具有各种装饰效果。但是汽车作为户外常用交通工具，故车身漆膜的户外腐蚀受到诸多因素影响，包括：腐蚀性大气、雨、雪、凝露、紫外光、干湿循环和温度循环。所以车身漆膜在使用的过程中往往会出现一些不可预知的弊病。现将我们在此方面遇见的一
2、些弊病问题进行分析探讨。 根据在现场的观察情况，弊病具有以下特点：1、斑点主要分布在水平面上（如：机罩、行李箱盖）;2、斑点均呈圆形或椭圆形水滴状，直径在3mm10mm之间。3、贴有保护膜的车身没有斑点（但在停车场放置一周后开始出现斑点现象）；4、斑点缺陷位置的清漆层是没有被破坏的迹象。5、所有生产线生产的车身上均有斑点现象出现。 图一二、 理化实验分析分别将缺陷区域和正常区域漆膜、出现缺陷前后使用的材料进行理化对比分析。以便确定缺陷在涂层中的位置。同时确认材料的成分是否发生变化。2.1、实验方案如下：材料和漆膜的理化分析对比：实验对象车身漆膜色漆清漆密封胶正常缺陷区域出现缺陷时使用出现缺陷前
3、使用出现缺陷时使用出现缺陷前使用出现缺陷时使用出现缺陷前使用分析方法在漆膜的表面、清漆、色漆、中涂层分别进行电镜分析在漆膜的表面、清漆、色漆、中涂层分别进行电镜分析进行红外光谱分析，并将两个样品的光谱图进行对比进行红外光谱分析，并将两个样品的光谱图进行对比进行红外光谱分析，并将两个样品的光谱图进行对比2.2、理化分析结果：1、 色漆、清漆、密封胶的吸收光谱图是一致的，说明材料的成分没有发生变化。2、 漆膜的电镜分析结果： 斑点区域定量分析： 斑点之外正常区域定量分析结果：Element Wt% At% Element Wt% At% C K 84.99 88.29 C K 84.76 88.1
4、1 O K 15.01 11.71 O K 15.24 11.89以上分析结果表明：斑点处和正常区域表面都只含有C和O元素，且含量基本相同。表明斑点处表面不含其他腐蚀性物质。正常部位中涂层成分分析： 斑点截面中涂层成分分析结果：Element Wt% At% Element Wt% At% C K 48.61 67.83 C K 48.32 67.09 O K 22.42 23.49 O K 23.24 24.23 Mg K 0.31 0.21 Mg K 0.45 0.31 Al K 0.58 0.36 Al K 0.81 0.50 Si K 1.05 0.63 Si K 1.05 0.62
5、S K 2.41 1.26 S K 2.34 1.22 Ba K 10.54 1.29 Ba K 9.90 1.20 Ti K 14.08 4.93 Ti K 13.88 4.83以上分析结果表明：斑点处的中涂层和正常区域的中涂层所含的元素种类是完全一致的，而且含量也只是微小的差异。正常部位截面色漆层成分： 斑点截面色漆层的成分：Element Wt% At% Element Wt% At% C K 83.52 88.45 C K 78.07 84.95 O K 11.70 9.30 O K 13.31 10.87 Al K 4.39 2.07 Al K 8.26 4.00 Si K 0.39
6、 0.18 Si K 0.36 0.17以上分析结果表明：斑点区域和正常区域在色漆层所含有的元素是相同的，但是色漆层中C、O、Al的含量差异较大，斑点处O、Al的含量明显比正常区域要高很多。C元素的含量较正常区域低很多。正常部位截面清漆层成分： 斑点截面处清漆层成分：Element Wt% At% Element Wt% At% C K 87.60 90.39 C K 86.27 89.33 O K 12.40 9.61 KV 20.0 MAG 3000 TILT 0.0 MICRONSPERPIXY 0.095 O K 13.73 10.67以上分析结果显示：斑点区域和正常区域的清漆层所含元
7、素一致，含量也大致相同。2.3、 理化分析的结论：通过漆膜电镜分析的结果可以看出漆膜的色漆层存在异常，说明斑点缺陷可能是在色漆层形成。三、 缺陷的模拟试验：根据漆膜理化分析，可以初步确定斑点缺陷存在于漆膜色漆层，结合涂装生产工艺的特点，我们进行了如下模拟试验：3.1、样板自身老化模拟试验实验对象停车场带保护膜机罩取样停车场出现斑点机罩正常区域停车场出现斑点机罩缺陷区域线上带中涂机罩用新批次油漆试验室制板线上带中涂机罩用出现斑点时的油漆试验室制板实验方法将样板进行户外暴晒、日晒灯照射、氙灯人工老化、紫外光加速老化观察是否有斑点出现将样板进行户外暴晒、日晒灯照射、氙灯人工老化、紫外光加速老化观察斑
8、点是否出现扩散、颜色加深的现象将样板进行户外暴晒、日晒灯照射、氙灯人工老化、紫外光加速老化观察是否有斑点出现 3.2、在中涂、色漆层带入污染物的模拟试验中涂层色漆层污染物名称1%十二烷基磺酸钠溶液、1%十二烷基磺酸钠溶液与色漆的混合物、稀释剂与水的混合物、自来水、旋杯上滴落水、清洗剂、水与清洗剂混合物、地面去油剂、地面去油剂与水的混合物、玻璃清洗剂、湿打磨水、工业循环水、连体服脱漆剂、十全清洗剂、地面脱漆剂、去离子水。制板工艺试验板材：线上电泳板喷涂方式：实验室手工空气喷涂烘烤条件：实验室烘箱14020min试验材料: 中涂：BASF线上取样 色漆：水晶银BASF线上取样 清漆：Dupont线
9、上取样在中涂烘烤15min、20min时滴加污染物稍微烘烤后，喷涂色漆、清漆并按照要求烘干。试验板材：线上电泳板喷涂方式：实验室手工空气喷涂烘烤条件：实验室烘箱14020min试验材料: 中涂：BASF线上取样 色漆：水晶银BASF线上取样 清漆：Dupont线上取样在喷涂第一道色漆后滴加污染物，再喷涂第二道色漆、清漆并按照要求烘干。实验方法制备好的样板经过恒温室调整后，进行户外暴晒、循环老化（UV老化12h+潮湿试验箱12h）、氙灯人工老化，观察试验过程中样板是否有类似斑点出现。3.3、模拟试验结果：实验方案样板自身老化模拟试验中涂层带入污染物的模拟试验色漆层带入污染物的模拟试验实验结果老化
10、过程中正常漆膜未出现斑点，缺陷区域斑点也没有出现扩散和颜色加深十全清洗剂滴加在中涂上制备的样板在循环老化（UV老化12h+潮湿试验箱12h）过程中出现类似斑点。所有污染物在老化过程中都未在漆膜上产生斑点 3.2、模拟试验结论：1、漆膜的自身老化模拟试验结果表明：在户外暴晒、日晒灯照射、氙灯人工老化、紫外光加速老化的条件下正常漆膜均不会在漆膜上形成斑点，且斑点缺陷不会扩散、颜色不会加深； 2、在中涂、色漆层带入污染物的模拟试验结果表明：污染源是在中涂烘干后色漆喷涂前进入漆膜，且污染源在初期不会引起漆膜的其他弊病，它的颜色很浅甚至是无色透明的。 3、腐蚀机理：AlAl+X Al Y Al MYN X:能够攻击铝粒外部过渡层物质的化学介质;Y:可能是含有Na+,K+,P5+,S2-,Cl-,CO32-,SO42-,SO32-等阴、阳离子的有机或无机化合物. 四、结语 随着科技的高速发展，精细化工产品的应用范围越来越广，而且也成为了人们生活中不可缺少的化学产品。但是此类产品大多都是一些酸性或碱性的有机物、无机物，他们都是可电解的带有一定的电荷。当这些小分子的物质进入并残留在漆膜中，他们就会破坏油漆中颜料颗粒表面的覆膜保护层，使颜料耐候（光照、温度等）、耐化学品的能力减弱，甚至使其丧失这些能力。从而导致漆膜在户外出现各种弊病。
