网站导航

咨询热线

400-680-8138
首页 > 解决方案 > 详细内容
汽车内饰塑料件表面发粘现象研究

1 发粘现象背景

目前大部分汽车内饰塑料件的表面是经过喷漆处理的,这么做既比较美观又可以起到保护塑料件的作用,提高其耐刮擦、耐光老化等性能。但是随着价格因素的影响,汽车内饰件以后的发展趋势是不再喷漆,这就对塑料件的性能要求提出了挑战。

在外部自然环境影响下,如光照、高温、潮湿等,汽车内饰塑料件中的多种物质相互作用,会产生一些意想不到的问题。在南非和亚利桑那的整车户外自然曝晒测试,发现汽车内饰零件表面有发粘现象。

2 实验室加速测试初步研究

在户外整车曝晒发现发粘现象后,我们初步研究了几种样品的实验室加速测试发粘现象。试验样品为1#,2#,3#,4#和5#,每种样品有2个重复样。TS-BD-002-2009测试程序

2 实验室加速测试初步研究

如下表1所示。

测试标准

TS-BD-002-2009

氙灯设备

Q-Sun氙灯试验箱

过滤器

Window-Q窗玻璃过滤器

辐照度

0.88 W/m2@420nm

黑标温度

80℃

箱体空气温度

45℃

相对湿度

20%

测试时间

480h

表1实验室加速试验TS-BD-002-2009测试程序

每曝晒96小时为1个周期,需要测试样品表面是否发粘。总的曝晒时间为5个周期,480小时。样品的发粘等级按照TS-BD-002-2009来评定。以下表2为曝晒3个周期、4个周期及5个周期后样品的发粘情况。

 曝晒周期

曝晒3个周期

曝晒4个周期

曝晒5个周期

样品

发粘情况,等级

发粘情况,等级

发粘情况,等级

1#-a

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

1#-b

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

2#-a

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

2#-b

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

3#-a

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

3#-b

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

4#-a

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

4#-b

不发粘,1级

不发粘,1级

不发粘,1级

5#-a

发粘,3级

发粘,3级

发粘,3级

5#-b

发粘,3级

发粘,3级

发粘,3级

表2 样品发粘情况及等级

由于目前没有比较客观的评定发粘的测试方法,我们采用的是手摸的方法,用手指来感觉样品是否存在发粘现象。从表2可以看出,样品1#,2#,3#,4#没有出现发粘现象,样品5#存在发粘现象。图1是曝晒480小时之后样品5#-a曝晒面的照片,从照片中可以明显看出因样品表面发粘而留在样品表面的指纹。

曝晒面的照片

图1 按照TS-BD-002-2009曝晒480小时之后样品5#-a曝晒面的照片

不过当我们按照表3所示的汽车内饰件标准SAE J2412中的测试程序曝晒面的照片对以上样品进行曝晒时,却没有发现发粘现象。

测试标准

SAE J2412

氙灯设备

Q-Sun氙灯试验箱

光照 / 黑暗

光照循环

黑暗循环

过滤器

UV-Q/B紫外延展过滤器

 

辐照度

0.55 W/m2@340nm

 

黑板温度

89℃

38℃

箱体空气温度

62℃

38℃

相对湿度

50%

95%

循环时间

3.8 h

1 h

测试时间

480h

表3 实验室加速试验SAE J2412测试程序

评定样品是否发粘时,我们同样采用的是手摸的方法。下面图2是样品5#-a曝晒480小时后的照片,因样品没有出现发粘现象,所以从照片中我们没有发现指纹。

曝晒面的图片

图2 按照SAE J2412测试480小时后样品5#-a曝晒面的照片

3 发粘现象系统研究试验方案

以上的实验室加速试验只是对汽车内饰塑料件表面发粘现象的初步研究。是不是大部分塑料件按照SAE J2412的测试条件都不出现发粘现象?

TS-BD-002-2009实验室加速测试与户外测试之间的相关性如何?为了回答这些问题,我们准备对汽车内饰塑料件表面发粘现象进行系统研究。实验方案如下:

试验目的

按照TS-BD-002-2009,SAE J2412及在亚利桑那对汽车内饰塑料件进行曝晒,研究样品的发粘现象;

研究这3种测试方法之间的相关性;

发粘现象评定方法研究

试验设备及户外曝晒场

Q-Sun氙灯试验箱;

亚利桑那户外曝晒场,AIM Box汽车内饰件试验箱

试验样品

9种塑料件(发粘性能有好有差),每种样品3个重复样

试验条件

TS-BD-002-2009见上表1;

SAE J2412见上表3;

AIM Box试验条件按照GMW  3417,最高温105℃

试验时间及评估周期

TS-BD-002-2009试验时间480小时,每96小时评估一次;

SAE J2412试验时间480小时,每48小时评估一次;

AIM Box试验时间100,000  TNR,每20,000 TNR评估一次

表4 发粘现象系统研究试验方案

目前,我们已经准备好试验样品,发粘试验系统研究随后开始,试验结束后我们将发表另一篇文章来介绍试验情况。

4 平板氙灯试验箱的优势

对发粘试验进行评定时,最好趁热评定。所以要求样品的安装、取出要方便。下面的图3、图4分别是平板氙灯试验箱和旋转氙灯试验箱的示意图曝晒面的图片。从示意图中我们发现只要打开平板氙灯试验箱的箱门就可以采用手摸的方法对样品表面进行发粘评定,非常方便。而对于旋转试验箱,则需要先把样品从样品架上取下,然后再评估,比较费时,且评估时人机工程不够好。

平板氙灯试验箱示意图

图3 平板氙灯试验箱示意图

图4 旋转氙灯试验箱示意图

图4 旋转氙灯试验箱示意图

5 发粘试验评估方法

上面已经提到,目前我们主要通过手摸的方法来判断样品表面的发粘现象。这种评估方法操作起来比较简单,但是主观性比较强,不同的评估者可能会给出不同的发粘等级。所以在接下来的发粘现象系统研究中,我们除了要比较实验室加速试验与户外自然曝晒之间的关系外,同时还要研究有没有更好的发粘试验评估方法。

其中一种待用的评估方法是薄膜测试法。样品曝晒一段时间后,把某种特殊的薄膜覆盖在样品表面,然后再用拉力机去拉薄膜,通过拉力机上的读数来判断样品的发粘情况及等级。

另一种待用的评估方法是棉花或粉体测试法。同样在样品曝晒一段时间后,在样品正上方一定距离向样品表面撒落某种特殊的棉花或粉体,然后把样品倒置,这样就只保留粘在样品表面上的棉花或粉体。通过留存在样品表面上的棉花或粉体的数量来判断样品的发粘情况及等级。

除了以上两种待用的评估方法,不排除在试验过程中想到并使用其它更合理的评估方法。关于评估方法的研究,我们也会在以后的文章中详细介绍。

6 总结

汽车内饰塑料件表面发粘现象越来越受到大家的重视,本文也通过实验室加速试验方法做了一些初步研究。并分析了平板式氙灯试验箱在发粘测试中使用更加方便。接下来,我们会做一些系统性的研究,观察实验室加速试验与自然户外曝晒之间的相关性,并试图找出更合理的发粘评估方法,以期尽早解决汽车内饰塑料件发粘问题。

参考文献:

2 实验室加速测试初步研究

TS-BD-002-2009 非金属材料 确定PP塑料发粘性的曝光测试

曝晒面的照片 SAE J2412使用可控辐照度的氙灯设备对汽车内饰件进行加速暴露测试

曝晒面的图片 Gregory Fedor等,氙灯试验箱的均匀性研究——旋转鼓式氙灯试验箱和平板式氙灯试验箱的比较,汽车工艺与材料,2007,第6期,56-60