CN111589677A - 一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，包括以下步骤：在基材表面(11)上喷涂底漆涂层(12)；烘烤或室温干燥；喷涂银膜涂层(13)；烘烤或室温干燥；喷涂面漆涂层(14)；烘烤或室温干燥。可以在无重金属废水产生的前提下，在流水线上通过喷漆的方法批量生产汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层，无需使用大型专用设备，同时还具有低成本、可任意调整颜色等优点。

Description

一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法
技术领域
本发明涉及汽车制造领域，具体是指一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，在无重金属废水产生的前提下，在较低的烘烤温度下，可以在流水线上在汽车装饰饰条或饰片上批量获得与镀铬同等光泽的表面装饰，并且具备良好的附着力、耐腐蚀性和耐候性，以及可以任意调整颜色。
背景技术
汽车装饰亮条和亮片为汽车内饰和外饰提供了金属光泽效果，为汽车的整体美观性起到了重要的点缀作用。在各品牌的汽车内饰和外饰中都有大量应用，包括中控光亮饰条、空调出风口装饰亮片、门窗光亮饰条、行李箱装饰亮条、方向盘装饰亮片等等。通常汽车装饰中亮条和亮片都采用金属或塑料作为底材，在底材上施加特殊的表面处理以获得镜面光泽或哑光亮面的效果。目前汽车内外饰中亮条和亮片的表面装饰层的制造工艺主要有三大类：
(1)水电镀；
(2)真空镀；
(3)银镜反应。
对于(1)，水电镀虽然能为金属底材和塑料底材提供良好的光亮表面，也具备优良的耐蚀性和耐候性，但是，水电镀工艺会产生大量合铬、镍的重金属废水，造成巨大的环保压力。此外，水电镀工艺只能形成银色镜面，无法直接获取彩色镜面效果。
对于(2)，真空镀是在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。真空镀通常需要120℃～200℃的工作温度，因此所需基材也必须是耐高温的基材，但是汽车装饰件大多采用耐温仅120℃以下的塑料底材，无法承受真空镀工艺所需的高温，并且真空镀工艺的附着力和耐候性不够，难以满足汽车外饰件对外部恶劣气候的耐候要求。因而真空镀在汽车装饰件中应用很少。此外，真空镀工艺只能形成银色镜面，无法直接获取彩色镜面效果。
对于(3)，银镜反应是通过使用氨性硝酸银溶液的银镜反应进行银镜镀覆，通常采用双头枪的工艺，一头枪喷涂银镜反应液，另一头枪喷涂还原液，通过化学反应所形成的银膜。然而该工艺产生大量废水，造成巨大的环保压力，且双头枪工艺需要专用的大型特殊喷涂设备，工艺门槛较高，成本较高。
本发明为解决现有技术而完成，目的在于提供一种汽车装饰亮条和亮片的表面装饰结构及制造方法，既能达到现有技术所能满足的镜面光泽外观或哑光亮面外观，达到汽车装饰亮条和亮片所需的附着力、耐腐蚀性和耐候性，还可根据需求任意调整颜色，并且不产生重金属废水，且无需使用大型专用设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，在无重金属废水产生的前提下，在较低的烘烤温度下，无需使用大型专用设备就可以在流水线上在汽车装饰饰条或饰片上批量获得与镀铬同等光泽的表面装饰，并且具备良好的附着力、耐腐蚀性和耐候性，以及可以任意调整颜色。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，包含以下步骤：
a.喷底漆：在汽车装饰饰条或饰片的基材上喷涂底漆涂层；
b.晾干：烘烤或室温干燥；
c.喷涂层：喷涂银膜涂层；
d.涂层晾干：烘烤或室温干燥；
e.喷面漆：喷涂面漆涂层；
f.面漆晾干：烘烤或室温干燥。
本发明与现有技术相比的优点在于：可以在无重金属废水产生的前提下，在流水线上通过喷漆的方法批量生产汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层，无需使用大型专用设备，同时还具有低成本、可任意调整颜色等优点。
作为优选的，所述a步骤的底漆涂层是选择如下五种之中任意一种所形成的：(1)通过异氰酸酯和羟基反应所形成的双组份树脂涂料；(2)通过含氨基的树脂和含环氧基的硅化合物反应所形成的双组份树脂涂料；(3)上述(1)的反应和上述(2)的反应同时发生的双组份或三组分的树脂涂料；(4)环氧树脂涂料；(5)通过异黄酮和羟基反应所形成的树脂涂料。
作为优选的，所述e步骤的面漆涂层是选择如下四种之中任意一种所形成的：(1)通过异氰酸酯和羟基反应所形成的双组份树脂涂料；(2)通过含氨基的树脂和含环氧基的硅化合物反应所形成的双组份树脂涂料；(3)上述(1)的反应和上述(2)的反应同时发生的双组份或三组分的树脂涂料；(4)通过异黄酮和羟基反应所形成的树脂涂料。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层所用银粒子的形态是纳米尺寸粒子形态。
作为优选的，所述e步骤的面漆涂层中包含紫外线吸收剂。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层是用直径为0.25mm-2mm的喷嘴喷射而出的。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层是采用如下任意一种流量控制方法：计量泵、比例阀、隔膜泵。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层是通过喷漆机器人或往复机进行喷涂的。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层喷涂环境湿度范围为40％～70％。
作为优选的，所述e步骤的面漆涂层中可通过添加颜料来调整颜色。
附图说明
图1是汽车装饰亮条和亮片的表面装饰结构的结构示意图。
图2是实施例中采用的喷涂工艺步骤流程图。
如图所示：11、汽车装饰亮条和亮片的基材；12、底漆涂层；13、银膜涂层；14、面漆涂层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，包含以下步骤：
a.喷底漆：在汽车装饰饰条或饰片的基材上喷涂底漆涂层；
b.晾干：烘烤或室温干燥；
c.喷涂层：喷涂银膜涂层；
d.涂层晾干：烘烤或室温干燥；
e.喷面漆：喷涂面漆涂层；
f.面漆晾干：烘烤或室温干燥。
目前汽车装饰亮条和亮片普遍采用金属底材和塑料底材，并在底材上获得高光或哑光金属效果，同时必须保证最终成品亮条或亮片满足一定的性能要求，包含而不限于：层间附着力、耐腐蚀、耐紫外线、耐溶剂等。
对于步骤a，喷涂底漆涂层的作用在于为后续银膜涂层提供良好的附着面，并为基材提供耐腐蚀效果。涂膜的厚度因产品需求而异，通常情况下不应低于10微米，否则难以实现耐腐蚀效果和均一性要求；同时也不应高于80微米，否则将出现流挂、烘烤后针孔等缺陷。
对于步骤b，通过烘烤或室温干燥来使底漆涂层中所包含的溶剂成分挥发，以形成致密的固化涂膜。烘烤和室温干燥的区别在于干燥时间，通常情况下，采用70～120℃的烘烤温度下烘烤20-40分钟即可使漆膜完全固化，其中越高的烘烤温度将缩短所需的烘烤时间，带来的好处在于可以缩短流水线长度，增加空间利用率。过高的烘烤温度或过久的烘烤时间可能会出现漆膜发脆，或出现层间剥离的附着力失效的现象；过低的烘烤温度或过短的烘烤时间可能会出现漆膜发粘、被擦除的现象；该两种现象均被认为不可接受，需要额外烘烤或将漆膜剥除后重新喷涂再烘烤。室温干燥通常需要1-3天，对于底漆喷房与银膜喷房之间有较大缓冲库存的流水线而言可以采用，优点在于省去了烘烤所需的能源成本和设备成本，然而连续生产的流水线无法采用。
对于步骤c，在已经干燥的底漆涂层上喷涂银膜涂层，其作用在于，通过在底漆涂层上喷涂银膜涂层来实现高光的、与镀铬等同的金属镜面效果。涂膜的厚度不应低于0.1微米，否则难以实现均一性要求，并且银膜涂层会呈雾状漆薄，美观性较差；同时也不应高于10微米，否则银膜涂层湿膜中的溶剂成分无法充分干燥，导致面漆喷涂后，面漆内包含的稀释剂中的部分成分与银膜涂层湿膜中未充分反应溶剂进行化学反应，打乱银粒子的排布，最终导致面漆后银膜出现发青的现象。
对于步骤d，通过烘烤或室温干燥来使银膜涂层中所包含的溶剂成分挥发，以形成致密的固化涂膜。烘烤和室温干燥的区别在于干燥时间，通常情况下，采用70～130℃的烘烤温度下烘烤20-40分钟即可使漆膜完全固化，其中越高的烘烤温度将缩短所需的烘烤时间，带来的好处在于可以缩短流水线长度，增加空间利用率。过高的烘烤温度或过久的烘烤时间可能会出现漆膜发脆，或出现层间剥离的附着力失效的现象；过低的烘烤温度或过短的烘烤时间会导致银膜涂层干燥不充分，导致面漆喷涂后，面漆内包含的稀释剂中的部分成分与银膜涂层湿膜中未充分反应溶剂进行化学反应，打乱银粒子的排布，最终导致面漆后银膜出现发青的现象。
对于步骤e，在已经干燥的银膜涂层上喷涂面漆涂层，其作用在于，为银膜涂层提供防护作用。银本身容易被氧化，且不耐紫外线照射，因此面漆涂层将银与外界空气隔绝，对银膜涂层起到良好的防腐蚀效果；同时如果面漆涂层中包含紫外线吸收剂，则对银膜涂层的抗紫外线能力有良好的效果，降低了涂膜在长时间光照后产生的黑变、黄变的现象。涂膜的厚度因产品需求而异，通常情况下不应低于20微米，否则难以实现保护银膜涂层的效果和均一性要求；同时也不应高于200微米，否则将出现流挂、烘烤后针孔等缺陷。
对于步骤f，通过烘烤或室温干燥来使底漆涂层中所包含的溶剂成分挥发，以形成致密的固化涂膜。烘烤和室温干燥的区别在于干燥时间，通常情况下，采用70～120℃的烘烤温度下烘烤20-40分钟即可使漆膜完全固化，其中越高的烘烤温度将缩短所需的烘烤时间，带来的好处在于可以缩短流水线长度，增加空间利用率。过高的烘烤温度或过久的烘烤时间可能会出现漆膜发脆，或出现层间剥离的附着力失效的现象；过低的烘烤温度或过短的烘烤时间可能会出现漆膜发粘、被擦除的现象；该两种现象均被认为不可接受，需要额外烘烤或将漆膜剥除后重新喷涂再烘烤。室温干燥通常需要1-3天，对于面漆喷房与终检线之间有较大缓冲库存的流水线而言可以采用，优点在于省去了烘烤所需的能源成本和设备成本，然而连续生产的流水线无法采用。
另外地，通过如下方法可获得哑光镜面效果：对干燥后的面漆涂层进行喷砂处理、对干燥后的面漆涂层进行消光处理、使用哑光清漆。
作为优选的，所述a步骤的底漆涂层是选择如下五种之中任意一种所形成的：(1)通过异氰酸酯和羟基反应所形成的双组份树脂涂料；(2)通过含氨基的树脂和含环氧基的硅化合物反应所形成的双组份树脂涂料；(3)上述(1)的反应和上述(2)的反应同时发生的双组份或三组分的树脂涂料；(4)环氧树脂涂料；(5)通过异黄酮和羟基反应所形成的树脂涂料。
作为优选的，所述e步骤的面漆涂层是选择如下四种之中任意一种所形成的：(1)通过异氰酸酯和羟基反应所形成的双组份树脂涂料；(2)通过合氨基的树脂和合环氧基的硅化合物反应所形成的双组份树脂涂料；(3)上述(1)的反应和上述(2)的反应同时发生的双组份或三组分的树脂涂料；(4)通过异黄酮和羟基反应所形成的树脂涂料。
其作用在于，在底漆涂层上涂覆用胺作为配合基的银金属络化物，银金属络化物的胺和底漆涂层的未反应树脂(异氰酸酯或合环氧基的硅化合物)产生反应，然后，银金属络化物涂覆形成的银薄膜涂层上涂覆面漆涂料，银薄膜涂层内残存的胺与形成面漆涂层的树脂进行反应。
这种情况下，银膜涂层与底漆涂层和面漆涂层之间的层间附着力将增大。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层所用银粒子的形态是纳米尺寸粒子形态。
其作用在于，由于从银金属络合物析出的银呈纳米粒子状，因此熔点降低而使银粒子迅速结合，从而形成致密的银薄膜涂层。
作为优选的，所述e步骤的面漆涂层中包含紫外线吸收剂。
如上文所述，其作用在于，对银膜涂层的抗紫外线能力有良好的效果，降低了涂膜在长时间光照后产生的黑变、黄变的现象。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层是用直径为0.25mm-2mm的喷嘴喷射而出的。
其作用在于，银膜涂层施工时要求低流量、低压力的供漆系统，该直径范围内的喷嘴能形成理想的喷涂扇面。过大直径的喷嘴容易产生扇面过小，施工困难，难以满足施工均一性的问题；过小直径的喷嘴容易产生出漆不连续，无法正常施工的问题。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层是采用如下任意一种流量控制方法：计量泵、比例阀、隔膜泵。
其作用在于，流水线喷漆对每件产品之间涂层质量的一致性有着极高的要求，如果每件产品之间无法保证喷涂流量的一致性，则不同产品之间会出现色相不同、耐候性不同、附着力不同、有表面缺陷等问题。银膜涂层在喷涂时对流量极为敏感，因此优选采用计量泵、比例阀、隔膜泵等流量控制方法，保证银膜涂层厚度在每件产品之间保持基本一致。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层是通过喷漆机器人或往复机进行喷涂的。
其作用在于，流水线喷漆对每件产品之间涂层质量的一致性有着极高的要求，如果每件产品之间无法保证喷漆走枪路径的一致性，则不同产品之间会出现局部或整体的色相不同、耐候性不同、附着力不同、有表面缺陷等问题。银膜涂层在喷涂时对喷漆时间、喷漆流量、走枪路径极为敏感，因此优选采用喷漆机器人或往复机进行喷涂，保证银膜涂层整体厚度在每件产品之间保持基本一致。
作为优选的，所述c步骤的银膜涂层喷涂环境湿度范围为40％～70％。
其作用在于，银膜涂层喷涂对环境湿度极为敏感。过高的湿度会导致施工时涂层中含水分过多，烘干后水分析出破坏致密的银膜涂层，从而导致干燥后的银膜涂层表面出现白雾化缺陷；同时过低的湿度会导致施工时涂层流平性不良，银膜涂层湿膜闪干过程中自流平不够，从而降低涂层膜厚的均一性，降低镜面效果。此外，过低的湿度将导致银膜涂层施工喷房内环境颗粒数的增加，导致环境中的颗粒附着在银膜涂层上，破坏银膜涂层的美观性。
作为优选的，所述e步骤的面漆涂层中可通过添加颜料来调整颜色。
其作用在于，为银膜镜面装饰结构提供多种颜色，以形成彩色高光镜面的效果，从而提升美观性，增加产品竞争力，此外，由于颜色调整的手段是通过在面漆涂层中添加颜料，因此仅需通过简单的液体混合就可以调配出几乎任意颜色，更可添加效果颜料产生多种特殊效果，较阳极氧化等表面着色处理工艺自由度更高，操作更简便。
实施例：
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图2，本具体实施方式采用以下技术方案：在一条连续生产的流水线上批量对汽车装饰饰条进行底漆涂层、银膜涂层和面漆涂层的喷涂及烘烤。步骤是：对汽车装饰饰条塑料基材进行水处理及脱脂的表面处理；在基材上喷涂底漆涂层；对底漆进行烘烤；在底漆上喷涂银膜涂层；对银膜进行烘烤；在银膜上喷涂面漆涂层；对面漆进行烘烤。
本具体实施方式中，底漆涂层采用的是添加了防锈剂的双组分聚氨酯树脂涂料，面漆涂层采用的是添加了紫外线吸收剂的双组分聚氨酯树脂涂料。
本具体实施方式中，银膜涂层采用的是含纳米银粒子颜料的聚氨酯树脂涂料。
本具体实施方式是采用的是连续喷漆流水线，在各喷涂和烘烤之间无另设缓冲库存区。各阶段喷房采用的是湿式文丘里，通过水幕和ASU供风实现控温控湿。
本具体实施方式采用的温度设定值为20-25℃，采用的湿度设定值为50％-65％。
本具体实施方式采用的是直通式天然气烘房，烘烤温度设定为70-100℃，各阶段烘烤时间为：底漆烘烤30分钟、银膜烘烤20分钟、面漆烘烤40分钟。
本具体实施方式采用的是Kawasaki六轴喷漆机器人，通过对机器人编程，对安装在夹具上的工件进行喷涂。
本具体实施方式的喷涂与烘烤的顺序参照图1，以自下而上的顺序，从涂层12至涂层14，依次进行喷涂与烘烤。
依照本具体实施方式所制备的汽车装饰亮条，经测试可满足如下性能标准：
附着力测试 ○ 耐紫外线测试 ○
不粘着性测试 ○ 耐冲击测试 ○
湿附着力测试 ○ 耐碱性测试 ○
冷热循环附着力测试 ○ 耐酸性测试 ○
耐水性测试 ○ 耐汗性测试 ○
本申请实施例在喷漆流水线上用喷漆机器人在汽车装饰塑料饰条上喷涂底漆涂层、银膜涂层和面漆涂层，通过直通式天然气加热烘房干燥的方式形成具有防腐蚀功能、耐紫外线功能的高光镜面涂膜，从而批量生产汽车装饰亮条的表面装饰层。通过本申请实施例的制备方法可以在无重金属废水产生的前提下，无需使用大型专用设备，在流水线上通过喷漆的方法批量生产汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层，同时该制备方法还具有低成本、可任意调整颜色等优点。
此外，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐合指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐合地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″、″固定″等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之″上″或之″下″可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征″之上″、″上方″和″上面″包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征″之下″、″下方″和″下面″包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语″一个实施例″、″一些实施例″、″示例″，″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于，包含以下步骤：
a.喷底漆：在汽车装饰饰条或饰片的基材上喷涂底漆涂层；
b.晾干：烘烤或室温干燥；
c.喷涂层：喷涂银膜涂层；
d.涂层晾干：烘烤或室温干燥；
e.喷面漆：喷涂面漆涂层；
f.面漆晾干：烘烤或室温干燥。
2.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述a步骤的底漆涂层是选择如下五种之中任意一种所形成的：(1)通过异氰酸酯和羟基反应所形成的双组份树脂涂料；(2)通过含氨基的树脂和含环氧基的硅化合物反应所形成的双组份树脂涂料；(3)上述(1)的反应和上述(2)的反应同时发生的双组份或三组分的树脂涂料；(4)环氧树脂涂料；(5)通过异黄酮和羟基反应所形成的树脂涂料。
3.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述e步骤的面漆涂层是选择如下四种之中任意一种所形成的：(1)通过异氰酸酯和羟基反应所形成的双组份树脂涂料；(2)通过合氨基的树脂和合环氧基的硅化合物反应所形成的双组份树脂涂料；(3)上述(1)的反应和上述(2)的反应同时发生的双组份或三组分的树脂涂料；(4)通过异黄酮和羟基反应所形成的树脂涂料。
4.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述c步骤的银膜涂层所用银粒子的形态是纳米尺寸粒子形态。
5.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述e步骤的面漆涂层中包含紫外线吸收剂。
6.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述c步骤的银膜涂层是用直径为0.25mm-2mm的喷嘴喷射而出的。
7.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述c步骤的银膜涂层是采用如下任意一种流量控制方法：计量泵、比例阀、隔膜泵。
8.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述c步骤的银膜涂层是通过喷漆机器人或往复机进行喷涂的。
9.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述c步骤的银膜涂层喷涂环境湿度范围为40％～70％。
10.根据权利要求1所述的一种流水线制作汽车装饰亮条和亮片的表面装饰层的方法，其特征在于：所述e步骤的面漆涂层中可通过添加颜料来调整颜色。
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