金豔

（長春一汽富維海拉車燈有限公司，長春130031）

摘要：防霧塗料在汽車車燈行業(ye) 上的應用，已經有十多年的曆史了。隨著汽車工業(ye) 的發展和進步，汽車用戶對汽車車燈質量要求越來越高。本文將闡述汽車燈具霧氣產(chan) 生的原因及途徑並簡單介紹汽車燈具防霧塗料的相關(guan) 施工工藝及性能標準。

關(guan) 鍵詞：車燈霧氣   防霧塗裝   塗層性能標準  

1　車燈霧氣和車燈漏水的判斷方法

1.1　漏水
　　如果汽車大燈進水，從(cong) 外表看往往有明顯的水流痕跡，在燈腔下部會(hui) 看到明顯的積水，即使水幹燥了，也會(hui) 有一些痕跡。這種情況主要是由於(yu) 大燈總成的密封出現了問題，或者是外殼出現破損、滲透以及破裂等。汽車大燈進水屬於(yu) 嚴(yan) 重的故障問題，一般都很難修補，需要更換大燈總成才能徹底解決(jue) 。
1.2 　霧氣
　　車燈外表看是白茫茫的霧氣，大多數霧氣集中在車燈下部，沒有霧氣的部分是很幹淨的，這時候建議開啟大燈大約15 min或稍長時間，利用大燈燈泡所散發出來的大量熱量將霧氣蒸發。
2　大燈起霧的危害
　　在晝夜溫差很大或者濕度很大的天氣條件下，如果大燈出現霧氣會(hui) 嚴(yan) 重影響汽車大燈的透光率和照明效果，甚至很難看清路麵狀況，有時沒有辦法發出正確警示信號，對行車安全埋下了巨大的隱患。
　　此外，大燈起霧還容易使大燈形成散光，不能正確地形成恰當的聚焦，對相對方向的車輛造成刺眼的光汙染。
　　更嚴(yan) 重的是，在國際市場上，白光LED的汽車前燈也已經進入商業(ye) 化生產(chan) 階段，並且這些技術已經逐漸領先國內(nei) 車燈市場，車燈出現霧氣極可能會(hui) 出現水分腐蝕線路和插接器而導致LED大燈損壞，進而出現車燈功能性缺陷。
3　汽車燈具霧氣或結露產(chan) 生原因
3.1　冷凝
　　空氣中總是有一定量的水蒸氣存在，隨著環境溫度的下降，空氣的相對濕度逐漸升高。當溫度下降到一定程度時，空氣中的水汽達到飽和狀態，即空氣濕度為(wei) 100%。若環境溫度繼續下降，空氣中過飽和的水汽凝結析出小水珠，小水珠黏附在透明基材表麵就會(hui) 出現霧化現象(結霧)。由於(yu) 小水珠的曲率半徑不同，對光產(chan) 生的漫反射不同。在車燈等透明基材表麵是很容易看到明顯的霧化現象。
3.2　車燈霧氣產(chan) 生的原因
　　目前大部分車燈為(wei) 半封閉狀態，由於(yu) 燈具經開燈和關(guan) 燈的循環後，汽車大燈的發光源（鹵素燈泡、氙氣燈泡、LED燈組、激光燈組）都會(hui) 散發出巨大的熱量，燈腔內(nei) 的空氣溫度受熱上升，關(guan) 燈時燈腔內(nei) 熱空氣無法快速排出，當大燈燈腔內(nei) 部溫度不均衡，燈罩內(nei) 外溫差過大，潮濕空氣中的水分子就會(hui) 從(cong) 溫度高的地方向溫度低的地方聚集，增強這些部位的濕度，當濕度過高時就會(hui) 在燈具內(nei) 凝聚成霧。並且大多時候這些霧氣通常會(hui) 凝結在燈罩內(nei) 表麵下半部分。
3.2.1 車燈霧氣和汽車結構的關(guan) 係
　　眾(zhong) 所周知，車燈是安裝在汽車發動機倉(cang) 內(nei) 的，從(cong) 市場反饋來看，發動機倉(cang) 內(nei) 溫度越高越容易產(chan) 生霧氣。
3.2.2　車燈霧氣與(yu) 車燈結構的關(guan) 係
　　車燈結構也是霧氣形成的重要原因之一。由於(yu) 汽車大燈結構設計原因，燈泡附近的溫度最高、遠離燈泡的部位溫度最低，因汽車大燈腔內(nei) 結構設計不同，溫度場、流動場、材料的選用不同，起霧的概率也有所差別。
　　大燈內(nei) 部越規則，各部件之間的間隙越大，空氣流通越好，就越不容易起霧。狹窄區域則恰好相反，氣流無法流通，更容易在這些部位起霧,尤其死區。
4 　如何正確處理汽車大燈起霧
　　首先來說，設計更好的大燈結構、合理設定透氣孔及設計位置，加強燈組的密閉性是降低汽車大燈起霧的關(guan) 鍵。
　　但由於(yu) 多種原因，汽車車燈起霧仍成為(wei) 客戶抱怨的主要問題之一，防霧的解決(jue) 措施有很多，主要有：幹燥劑、真空電鍍超親(qin) 水納米二氧化矽薄膜、Plasma等。
　　當然，除霧塗層的應用也是解決(jue) 大燈起霧的關(guan) 鍵技術，防霧塗料有很好的親(qin) 水性，表麵張力接近水的表麵張力，可以導致水珠無法在塗料表層附著。防霧塗料最開始由於(yu) 成本高昂，市場上隻有高端車型采用這種材料。但目前隨著防霧塗裝技術的發展，麵罩內(nei) 部防霧噴塗已經成為(wei) 許多主機廠首選防霧方式。
5 汽車燈具防霧塗裝
5.1 原理
　　為(wei) 了防止車燈前燈麵罩內(nei) 部表麵出現結霧，基本方法是改變基材表麵的潤濕性，接觸角是潤濕程度的量度。若接觸角θ＜90°，則固體(ti) 表麵是親(qin) 水性的，即液體(ti) 較易潤濕固體(ti) ，其角越小，表示潤濕性越好；若 θ＞90°，則固體(ti) 表麵是疏水性的，即液體(ti) 不容易潤濕固體(ti) ，容易在表麵上移動。
　　液體(ti) 表麵最基本的特征是傾(qing) 向於(yu) 收縮，表現在當外力影響很小時，液滴都趨於(yu) 球形，如常見的荷葉、玻璃上的水珠，水汽凝聚與(yu) 水在基材上的表麵張力和液體(ti) 與(yu) 基材的接觸角有關(guan) 。
　　防霧塗裝是在基材表麵塗布一層親(qin) 水性塗料，塗層中親(qin) 水分子排列在配光鏡內(nei) 表麵，使原來疏水性的配光鏡表麵變成親(qin) 水性，使其表麵張力接近水的表麵張力，改善材料表麵的濕潤狀態，減小接觸角。改變了配光鏡表麵性質，因而不會(hui) 發生水的凝聚現象。正因為(wei) 水汽不會(hui) 凝聚，車燈燈腔內(nei) 的水汽濃度與(yu) 外界保持動態平衡，不易產(chan) 生水汽擴散，於(yu) 是燈腔內(nei) 不會(hui) 產(chan) 生霧氣。
　　防霧塗裝應用在汽車前大燈和尾燈麵罩。汽車前大燈材質為(wei) PC；汽車尾燈材質為(wei) PMMA
5.2　技術參數
　　塗料主要構成：親(qin) 水性部分、憎水（鎖水）性部分、固化劑、表麵活性劑等。
　　目前各車燈廠使用的多數為(wei) 雙組分塗料，並且固含量都在10%左右。
　　噴塗環境：溫度20~30 ℃；相對濕度35%~80%；烘幹條件每種塗料各不相同，具體(ti) 根據塗料供應商的TDS文件進行控製。噴塗厚度：1~5 μm。噴塗方式：機械手自動噴塗或手工噴塗。主要設備：防霧塗裝線
5．3　工藝流程
　　工藝流程：上件→ 靜電除塵清潔→機械手噴塗→流平→烘幹→下件→檢驗→包裝。
　　無論前大燈PC麵罩還是尾燈PMMA麵罩，噴塗前應力釋放是關(guan) 鍵工序，否則內(nei) 噴防霧塗料後很可能出現產(chan) 品開裂，同時也需關(guan) 注素材形變問題。
5.4　塗層性能標準
　　以下列舉(ju) 防霧塗層的一些通用標準，並不包含每個(ge) 客戶的特殊要求

5.4.1　百格膠帶測試

　　用劃格器在塗層表麵劃十字格，切口至底材，用毛刷清除漆屑後，用規定的膠帶粘貼劃格部位並壓實，握住膠帶懸空的一頭用60°的角度在1 s內(nei) 平穩撕離膠帶，檢測劃格區域的塗層剝落情況，按照標準判定級別要求Gt0

5.4.2　防霧性

   　用 (40±2） ℃的恒溫熱水所產(chan) 生的蒸氣對準塗裝麵5 min，水麵距離塗裝麵10 cm，蒸氣所對的噴塗麵不小於(yu) 50 mm×50 mm，要求無起霧。

5.4.3　耐濕性

　　將試件放置在溫度為(wei) （50±2） ℃、相對濕度為(wei) 90％的試驗箱內(nei) 240 h，然後在標準環境中垂直存放幹燥1 h後，立即進行評價(jia) ，要求外觀無異常，無起霧。

5.4.4　 耐水性

　　將樣件浸入在（40±2）℃水中240 h，然後在標準環境中垂直存放1 h後，立即進行評價(jia) ，要求外觀無異常，無起霧。再在標準環境中存放24 h後再進行附著性能檢測，按照標準判定級別要求Gt0。

5.4.5　耐熱性

　　將試件在（120±2）℃（PC 類）的環境溫度中放置240 h，然後標準環境下垂直存放1 h後，立即進行評價(jia) ，要求外觀無異常，無起霧。再在標準環境中存放24 h後進行附著性能檢測，按照標準判定級別要求Gt0。

5.4.6　高低溫濕熱交變試驗

　　高低溫濕熱交變試驗條件見圖1所示，1個(ge) 循環持續720 min（12 h），由下麵的溫度-空氣濕度曲線構成：60 min，升溫段，升溫到80 ℃，相對濕度80%；240 min，保溫段，溫度80 ℃，相對濕度80%；120 min，降溫相段，降溫到-40 ℃，當達到凍點附近約30%空氣濕度時，從(cong) T＜0 ℃起保持空氣濕度不變， 即不再調節濕度，（由於(yu) 設備條件的限製，從(cong) T＜10 ℃開始，濕度調節失效是允許的）；240 min，保溫段，溫度-40 ℃，不控製空氣濕度；60 min，升溫段，升溫到23 ℃，約在T=0 ℃時相對濕度調整到30%。

    共計8個(ge) 循環，要求外觀無異常，無起霧。然後在標準環境中存放24 h後再進行附著性能檢測，按照標準判定級別要求Gt0。