CN115815096A - 一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车外饰技术领域，具体涉及一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括镀铬工件前处理、静电除尘、喷涂底漆、喷涂面漆、烘烤冷却，通过在三价黑铬汽车外饰件表面喷涂底漆和面漆，并加入硬化剂和稀释剂，有效提高了外饰件的耐腐蚀性能，制备方法简单高效，适宜工业化大规模生产应用。

Description

一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法

技术领域

本发明属于汽车外饰技术领域，具体涉及一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法。

背景技术

装饰性电镀产品在散热器格栅、防擦条、门把手、后视镜、仪表台等汽车内外饰区域等被广泛应用。镀铬层具有良好的硬度、装饰性、耐热性及耐蚀性，镀铬工艺按照铬离子的价态可分为六价铬电镀铬和三价铬电镀铬两大体系，相比六价铬电镀铬，三价铬具有毒性低的特点，三价铬镀铬液的离子分散能力和电流效率高，有望取代六价铬电镀。电镀黑铬相比传统亮铬，在镀铬过程层中加入Fe，S等元素，使其表面形成一层合金镀层，从而产生黑色的金属外观效果。黑铬镀层由于没有白铬的自钝化作用，且脆性较大，因此耐腐蚀性有所降低。

现有的三价黑铬电镀工艺镀层厚度较难提高，只能用于装饰性镀铬，而不能镀厚铬，功能性镀铬困难，其耐腐蚀、霉斑性能有待提升。如中国专利申请文件(公开号：CN102936742B)公开了一种塑胶表面电镀三价铬的工艺，该工艺包括清除表面油脂、表面微观粗化处理、还原处理、胶体钯活化、解胶处理、镀化学镍、镀瓦特镍、镀三价格等步骤。虽然可以制备出镀层性能较好，绿色环保的汽车饰条用塑胶表面的三价黑铬的方法，但其耐腐蚀、霉斑的功能性要求较差。

发明内容

本发明针对以上技术问题，提出一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，可以提高三价黑铬的电镀饰条在汽车外饰应用中的耐腐蚀性能。

本发明技术方案中一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括镀铬工件前处理、静电除尘、喷涂底漆、喷涂面漆、烘烤冷却。

镀铬工件为表面镀三价黑铬的工件，其参考专利CN102936742B制备。通过在三价黑铬汽车外饰件表面喷涂底漆和面漆，有效提高了外饰件的耐腐蚀性能。

进一步地，镀铬工件前处理是使用去渍水对工件镀层表面进行擦拭，除去基材表面的浮尘和油渍，有利于加强漆层与基材表面的结合力。

进一步地，静电除尘的静电电压为10～15V，持续时间为60～80s。

进一步地，喷涂底漆过程中，底漆先搅拌10～20min，然后加入底漆质量1.0～10.0％的硬化剂和底漆质量0.5～1.5倍的稀释剂，再进行喷涂。

进一步地，底漆为ORIGIN公司的ORIGIN PRIMER U-03CLEAR V。底漆与电镀面之间具有良好的结合力，可以提高面漆的附着力、增强外饰件的抗碱性和耐腐蚀性能。

进一步地，底漆喷涂的厚度为4～8μm，喷涂后静置5～10min流平。底漆厚度过小，外饰件漆面太薄，易发生露底现象，底漆与电镀面之间的结合力减小，且耐腐蚀性能下降，厚度过大，内部溶剂不容易挥发完全，漆层易发生开裂，同时会增加工序之间的固化周期，增加产品制造成本。

进一步地，喷涂面漆过程中，面漆先搅拌10～20min，然后加入面漆质量20.0～30.0％的硬化剂和面漆质量0.5～1.0倍的稀释剂，再进行喷涂。

进一步地，面漆为ORIGIN公司的ORIGIPLATE Z CLEAR GM STR-1(E-189088)。面漆与底漆之间有良好的附着力，可以进一步提高外饰件的耐腐蚀性能，同时保持良好的外观效果。

进一步地，喷涂底漆和喷涂面漆采用空气喷枪，喷枪口径为1.0～1.5mm，雾化压力为1.0～3.0kg/cm²。

进一步地，面漆喷涂的厚度为20～25μm，喷涂后静置5～10min流平。面漆厚度过小，外饰件漆面厚度太小，耐腐蚀性能下降，面漆与底漆之间的结合力也减小，厚度过大，烘干时部分不能实干，影响涂装效果和使用寿命，并且会增加工序之间的固化周期，增加产品制造成本。

进一步地，烘烤温度为70～80℃，烘烤时间为30～60min。

相比现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)通过在三价黑铬汽车外饰件表面喷涂底漆和面漆，并加入硬化剂和稀释剂，有效提高了外饰件的耐腐蚀性能；

(2)基材前处理可以除去基材表面的浮尘和油渍，有利于加强漆层与基材表面的结合力；

(3)前处理后进行静电除尘，进一步除去基材表面的浮尘，为后续底漆的喷涂做准备；

(4)合适厚度的底漆和面漆，使电镀面、底漆和面漆之间有较好的结合力，提高了外饰件的耐腐蚀性能，同时保证了外饰件良好的外观效果和使用寿命；

(5)制备方法简单高效，适宜工业化大规模生产应用。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步描述说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于帮助理解本发明，不用于本发明的具体限制。如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。

以下实施例及对比例所用的底漆和面漆分别为ORIGIN公司的ORIGIN PRIMER U-03CLEAR V和ORIGIPLATE Z CLEAR GM STR-1(E-189088)，硬化剂为POLYHARD MH，稀释剂为THINNER#210系列，去渍水为上海骏之恺化工有限公司的JKX-2005。

实施例1

本实施例耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压12V，持续时间：60s；

(3)底漆先搅拌20min，然后加入底漆质量5.0％的硬化剂和底漆同质量的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为6μm，喷涂后静置10min流平；

(4)面漆先搅拌20min，然后加入面漆质量25.0％的硬化剂和面漆质量0.5倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为22μm，喷涂后静置10min流平；

(5)80℃烘烤30min后冷却，得到耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件。

实施例2

本实施例耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压15V，持续时间：80s；

(3)底漆先搅拌18min，然后加入底漆质量8.0％的硬化剂和底漆质量1.2倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为5μm，喷涂后静置10min流平；

(4)面漆先搅拌20min，然后加入面漆质量25.0％的硬化剂和面漆质量0.5倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为22μm，喷涂后静置10min流平；

(5)70℃烘烤50min后冷却，得到耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件。

实施例3

本实施例耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压13V，持续时间：80s；

(3)底漆先搅拌20min，然后加入底漆质量5.0％的硬化剂和底漆质量1.2倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为5μm，喷涂后静置10min流平；

(4)面漆先搅拌18min，然后加入面漆质量26.0％的硬化剂和面漆质量0.5倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为25μm，喷涂后静置10min流平；

(5)80℃烘烤50min后冷却，得到耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件。

实施例4

本实施例镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压12V，持续时间：60s；

(3)采用空气喷枪喷涂底漆，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为6μm，喷涂后静置10min流平，；

(4)面漆先搅拌20min，然后加入面漆质量25.0％的硬化剂和面漆质量0.5倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为22μm，喷涂后静置10min流平；

(5)80℃烘烤30min后冷却，得到耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件。

实施例5

本实施例镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压12V，持续时间：60s；

(3)底漆先搅拌20min，然后加入底漆质量5.0％的硬化剂和底漆同质量的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为6μm，喷涂后静置10min流平；

(4)采用空气喷枪喷涂面漆，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为22μm，喷涂后静置10min流平；

(5)80℃烘烤30min后冷却，得到耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件。

实施例6

本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(3)中底漆的厚度为2μm。

实施例7

本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(3)中底漆的厚度为10μm。

实施例8

本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(4)中面漆的厚度为15μm。

实施例9

本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(4)中面漆的厚度为30μm。

对比例1

以镀黑铬汽车外饰件作为对比例，不喷涂进行底漆和面漆。

对比例2

本对比例镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压12V，持续时间：60s；

(3)底漆先搅拌20min，然后加入底漆质量5.0％的硬化剂和底漆同质量的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为6μm，喷涂后静置10min流平；

(4)80℃烘烤30min后冷却，得到镀黑铬汽车外饰件。

对比例3

本对比例镀黑铬汽车外饰件的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镀铬工件放置在涂装支架上，进行前处理，使用去渍水对镀层表面进行擦拭；

(2)采用静电除尘，静电电压12V，持续时间：60s；

(3)面漆先搅拌20min，然后加入面漆质量25.0％的硬化剂和面漆质量0.5倍的稀释剂，采用空气喷枪喷涂，喷枪口径为1.3mm，雾化压力为2kg/cm²，厚度为22μm，喷涂后静置10min流平；

(4)80℃烘烤30min后冷却，得到镀黑铬汽车外饰件。

以上实施例及对比例所得汽车外饰件室温(25℃)放置7天后进行实验测试。

实施例1-3所得耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的测试结果如下：

耐低温性能测试：在-40℃低温下保持24h，产品保证完整的功能，在试验过程中及试验后没有出现断裂、变形、扭曲等影响产品使用性能的缺陷，表现出良好的耐低温性能。

附着力测试：按照ISO 2409标准划格(6×6条线)，用胶粘带急速拔脱，胶带采用的是拜耶斯朵夫公司出产的绝缘胶带tesa4657，附着力为0-1级(划格法)。

耐水性测试：按ASTM D870标准进行测试，将样品长度的四分之三浸没于40℃恒温水浴锅中，浸泡时间240h，试验完成后，擦干样品，并在在室温条件下恢复30min后，检查样品外观及附着力，外观无明显变化，按GB/T 250灰度等级≥4级，附着力为0-1级(划格法)。

高低温环境循环测试：在-30℃、85℃和38℃之间循环10次，常温放置30min后测试附着力，外观无明显变化，按GB/T 250灰度等级≥4级，附着力0-1级(划格法)。

耐湿热性测试：在温度38℃、湿度为95％的环境下放置336h，常温环境下放置30min后测试附着力，外观无明显变化，按GB/T 250灰度等级≥4级，附着力0-1级(划格法)。

冷凝水测试：按标准ISO 6270-2规定的恒定湿度冷凝试验方法进行试验，温度40℃，相对湿度100％的冷凝水试验箱中，试验时间240h，常温环境下放置30min后测试附着力，外观无明显变化，按GB/T 250灰度等级≥4级，附着力0-1级(划格法)。

碎石冲击测试：按SAE J400-2012的规定，分别在23℃/-20℃(如低温箱外冲击，环境存放温度为-25.6℃)温度下测试，冲击后用3M#898胶带急速拔脱，清洁表面，碎石9.53mm～15.86mm水磨道路碎石，冲击角度45°，气压为483KPa，碎石体积为1.4L(每次0.473L，7-10s内结束，共冲击3次)，涂层保持率大于等于97％，且无大于3mm的冲击点。

高压水冲洗测试：采用NIFAB的HTT-1型高压试验设备，水压达到150kpa，喷射距离为0～150mm，喷水扫频为1次/秒，水温50℃，喷嘴：No 2506(25°扁平射流)，喷管长度300mm，带中心孔试样架孔洞尺寸直径40mm，在测试试板基材上刻画圆、线，划线工具边缘宽度0.5mm。涂层不会从基材上剥离，且脱落面积≤5％。

低温落球冲击测试：将试样在-30℃存储6h后，取出样件使其被冲击面朝上，在60s内用500g的钢球从距离被冲击面50cm的高处自由落下，无破裂、剥落等异常现象。

耐化学品测试：取12cm×12cm的无尘布，用适当的化学品溶剂浸透，拧出多余的溶剂；擦拭距离25mm至50mm，擦拭宽度至少16mm，进行至少10次往复擦拭运动，手指在擦拭时要尽力下压；清洁后，立即检查擦拭区域，溶剂包括了发动机油、变速箱油、防冻液、制动液、玻璃清洗液、润滑脂(美孚润滑脂MP)、工业去污剂(Sonax洗车香波浓缩液)、油漆去污剂(Sonax Fallout Cleaner油漆去污剂)、除蜡剂(保赐利开蜡水)、洗涤剂(十二烷基苯磺酸钠)、不含荧光增白剂，中性pH(溶于去离子水中，质量分数0.5％)、抛光蜡(Sonax超级水晶蜡)、纯甲醇燃料等，样品外观无任何可视变化。

耐酸碱性测试：按ISO 2812-4方法A的规定进行，试验24h后，用干布或纸擦拭试样，用流水彻底冲洗，对样品进行评价，评价完后将试样置于23℃和相对湿度50％条件下放置24h后测试附着力，试样需先放入50℃温度箱内24h后进行耐酸碱试验。外观无明显变化，按GB/T 250灰度等级≥4级，附着力0-1级(划格法)。

耐燃油测试：样品划棋盘格6×6格，间隔4mm，划深至基材，按ISO 2812-1方法A的规定进行，完全浸泡在大口烧杯中(杯中装相应燃油)，易挥发需盖杯口，1h后取出，用白布擦拭，并在流水下冲洗，干燥后无溶解、起泡、变色、脱落及表面光泽的变化现象，目视无明显色差。

耐光老化测试：辐照度为0.5W/m²，控制波长在340nm，连续光照处理1500h，40℃恒温水槽中进行24h的水浸试验，试验后取出试验片吹干后，测试附着力。光照后无龟裂、粉化、发白、斑点、变形等异常外观现象，按GB/T 250灰度等级≥4级，光泽变化率≤15％，水浸试验后附着力0-1级。

耐盐雾试验：盐雾试验之前，产品在高、低温试验箱中进行3次温度循环试验，温度循环试验条件：a)-30℃，4h(含降温时间)；b)85℃，4h(含升温时间)；c)38℃，95％RH，16h(含降温时间)；d)试验箱温度变化率区间1℃/min-4℃/min，再进行铜加速乙酸盐雾试验(CASS试验)，时长48小时。试验后用流动室温自来水清洗样件表面残余的盐，在漫反射光源下，距离试验面50cm处目测，镀层表面无变化。

实施例4中底漆不加硬化剂和稀释剂和实施例5中面漆不加硬化剂和稀释剂，各组份间交联反应能力减弱，涂层硬度降低，同时漆面与电镀面基本无附着力，划格、耐湿、耐水、冷凝水等试验无法通过，实施例6底漆膜厚不足，会降低底漆与电镀表面的附着力，降低划格、耐湿、耐水、冷凝水、CASS等试验的通过性，耐腐蚀性能下降，实施例7底漆膜厚过厚，会增加工序之间的固化周期，增加产品制造成本，内部溶剂不容易挥发完全，漆层易发生开裂，实施例8面漆膜厚不足，会降低底漆与面漆表面的附着力，降低划格、耐湿、耐水、冷凝水、CASS等试验的通过性，耐腐蚀性能下降，实施例9面漆膜厚过厚，烘干时部分不能实干，影响涂装效果和使用寿命，并且会增加工序之间的固化周期，增加产品制造成本。对比例1-3减少或者不进行底漆和面漆的喷涂，外饰件耐腐蚀性能非常差，表面会出现霉斑。

最后应说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，而并非对本发明的实施方式的限定。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具有实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，这里无需也无法对所有的实施方式予以全例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，包括镀铬工件前处理、静电除尘、喷涂底漆、喷涂面漆、烘烤冷却。

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，静电除尘的静电电压为10～15V，持续时间为60～80s。

3.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，喷涂底漆过程中，底漆先搅拌10～20min，然后加入底漆质量1.0～10.0％的硬化剂和底漆质量0.5～1.5倍的稀释剂，再进行喷涂。

4.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，底漆喷涂的厚度为4～8μm，喷涂后静置5～10min流平。

5.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，喷涂面漆过程中，面漆先搅拌10～20min，然后加入面漆质量20.0～30.0％的硬化剂和面漆质量0.5～1.0倍的稀释剂，再进行喷涂。

6.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，喷涂底漆和喷涂面漆采用空气喷枪，喷枪口径为1.0～1.5mm，雾化压力为1.0～3.0kg/cm²。

7.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，面漆喷涂的厚度为20～25μm，喷涂后静置5～10min流平。

8.根据权利要求1所述的耐腐蚀镀黑铬汽车外饰件的制备方法，其特征在于，烘烤温度为70～80℃，烘烤时间为30～60min。