金艷
（長春一汽富維海拉車燈有限公司，長春130031）
摘要：防霧涂料在汽車車燈行業(yè)上的應用，已經(jīng)有十多年的歷史了。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和進步，汽車用戶對汽車車燈質(zhì)量要求越來越高。本文將闡述汽車燈具霧氣產(chǎn)生的原因及途徑并簡單介紹汽車燈具防霧涂料的相關(guān)施工工藝及性能標準。
關(guān)鍵詞：車燈霧氣 防霧涂裝 涂層性能標準
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，從外表看往往有明顯的水流痕跡，在燈腔下部會看到明顯的積水，即使水干燥了，也會有一些痕跡。這種情況主要是由于大燈總成的密封出現(xiàn)了問題，或者是外殼出現(xiàn)破損、滲透以及破裂等。汽車大燈進水屬于嚴重的故障問題，一般都很難修補，需要更換大燈總成才能徹底解決。
1.2 霧氣
車燈外表看是白茫茫的霧氣，大多數(shù)霧氣集中在車燈下部，沒有霧氣的部分是很干凈的，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(fā)出來的大量熱量將霧氣蒸發(fā)。
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(xiàn)霧氣會嚴重影響汽車大燈的透光率和照明效果，甚至很難看清路面狀況，有時沒有辦法發(fā)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?shù)木劢梗瑢ο鄬Ψ较虻能囕v造成刺眼的光污染。
更嚴重的是，在國際市場上，白光LED的汽車前燈也已經(jīng)進入商業(yè)化生產(chǎn)階段，并且這些技術(shù)已經(jīng)逐漸領(lǐng)先國內(nèi)車燈市場，車燈出現(xiàn)霧氣極可能會出現(xiàn)水分腐蝕線路和插接器而導致LED大燈損壞，進而出現(xiàn)車燈功能性缺陷。
3 汽車燈具霧氣或結(jié)露產(chǎn)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(huán)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(tài)，即空氣濕度為100%。若環(huán)境溫度繼續(xù)下降，空氣中過飽和的水汽凝結(jié)析出小水珠，小水珠黏附在透明基材表面就會出現(xiàn)霧化現(xiàn)象(結(jié)霧)。由于小水珠的曲率半徑不同，對光產(chǎn)生的漫反射不同。在車燈等透明基材表面是很容易看到明顯的霧化現(xiàn)象。
3.2 車燈霧氣產(chǎn)生的原因
目前大部分車燈為半封閉狀態(tài)，由于燈具經(jīng)開燈和關(guān)燈的循環(huán)后，汽車大燈的發(fā)光源（鹵素燈泡、氙氣燈泡、LED燈組、激光燈組）都會散發(fā)出巨大的熱量，燈腔內(nèi)的空氣溫度受熱上升，關(guān)燈時燈腔內(nèi)熱空氣無法快速排出，當大燈燈腔內(nèi)部溫度不均衡，燈罩內(nèi)外溫差過大，潮濕空氣中的水分子就會從溫度高的地方向溫度低的地方聚集，增強這些部位的濕度，當濕度過高時就會在燈具內(nèi)凝聚成霧。并且大多時候這些霧氣通常會凝結(jié)在燈罩內(nèi)表面下半部分。
3.2.1 車燈霧氣和汽車結(jié)構(gòu)的關(guān)系
眾所周知，車燈是安裝在汽車發(fā)動機倉內(nèi)的，從市場反饋來看，發(fā)動機倉內(nèi)溫度越高越容易產(chǎn)生霧氣。
3.2.2 車燈霧氣與車燈結(jié)構(gòu)的關(guān)系
車燈結(jié)構(gòu)也是霧氣形成的重要原因之一。由于汽車大燈結(jié)構(gòu)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(nèi)結(jié)構(gòu)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(nèi)部越規(guī)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(qū)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(qū)。
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(jié)構(gòu)、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(guān)鍵。
但由于多種原因，汽車車燈起霧仍成為客戶抱怨的主要問題之一，防霧的解決措施有很多，主要有：干燥劑、真空電鍍超親水納米二氧化硅薄膜、Plasma等。
當然，除霧涂層的應用也是解決大燈起霧的關(guān)鍵技術(shù)，防霧涂料有很好的親水性，表面張力接近水的表面張力，可以導致水珠無法在涂料表層附著。防霧涂料最開始由于成本高昂，市場上只有高端車型采用這種材料。但目前隨著防霧涂裝技術(shù)的發(fā)展，面罩內(nèi)部防霧噴涂已經(jīng)成為許多主機廠首選防霧方式。
5 汽車燈具防霧涂裝
5.1 原理
為了防止車燈前燈面罩內(nèi)部表面出現(xiàn)結(jié)霧，基本方法是改變基材表面的潤濕性，接觸角是潤濕程度的量度。若接觸角θ＜90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤濕固體，其角越小，表示潤濕性越好；若 θ＞90°，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤濕固體，容易在表面上移動。
液體表面最基本的特征是傾向于收縮，表現(xiàn)在當外力影響很小時，液滴都趨于球形，如常見的荷葉、玻璃上的水珠，水汽凝聚與水在基材上的表面張力和液體與基材的接觸角有關(guān)。
防霧涂裝是在基材表面涂布一層親水性涂料，涂層中親水分子排列在配光鏡內(nèi)表面，使原來疏水性的配光鏡表面變成親水性，使其表面張力接近水的表面張力，改善材料表面的濕潤狀態(tài)，減小接觸角。改變了配光鏡表面性質(zhì)，因而不會發(fā)生水的凝聚現(xiàn)象。正因為水汽不會凝聚，車燈燈腔內(nèi)的水汽濃度與外界保持動態(tài)平衡，不易產(chǎn)生水汽擴散，于是燈腔內(nèi)不會產(chǎn)生霧氣。
防霧涂裝應用在汽車前大燈和尾燈面罩。汽車前大燈材質(zhì)為PC；汽車尾燈材質(zhì)為PMMA
5.2 技術(shù)參數(shù)
涂料主要構(gòu)成：親水性部分、憎水（鎖水）性部分、固化劑、表面活性劑等。
目前各車燈廠使用的多數(shù)為雙組分涂料，并且固含量都在10%左右。
噴涂環(huán)境：溫度20~30 ℃；相對濕度35%~80%；烘干條件每種涂料各不相同，具體根據(jù)涂料供應商的TDS文件進行控制。噴涂厚度：1~5 μm。噴涂方式：機械手自動噴涂或手工噴涂。主要設備：防霧涂裝線
5．3 工藝流程
工藝流程：上件→ 靜電除塵清潔→機械手噴涂→流平→烘干→下件→檢驗→包裝。
無論前大燈PC面罩還是尾燈PMMA面罩，噴涂前應力釋放是關(guān)鍵工序，否則內(nèi)噴防霧涂料后很可能出現(xiàn)產(chǎn)品開裂，同時也需關(guān)注素材形變問題。
5.4 涂層性能標準
以下列舉防霧涂層的一些通用標準，并不包含每個客戶的特殊要求
5.4.1 百格膠帶測試
用劃格器在涂層表面劃十字格，切口至底材，用毛刷清除漆屑后，用規(guī)定的膠帶粘貼劃格部位并壓實，握住膠帶懸空的一頭用60°的角度在1 s內(nèi)平穩(wěn)撕離膠帶，檢測劃格區(qū)域的涂層剝落情況，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(chǎn)生的蒸氣對準涂裝面5 min，水面距離涂裝面10 cm，蒸氣所對的噴涂面不小于50 mm×50 mm，要求無起霧。
5.4.3 耐濕性
將試件放置在溫度為（50±2） ℃、相對濕度為90％的試驗箱內(nèi)240 h，然后在標準環(huán)境中垂直存放干燥1 h后，立即進行評價，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，然后在標準環(huán)境中垂直存放1 h后，立即進行評價，要求外觀無異常，無起霧。再在標準環(huán)境中存放24 h后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(huán)境溫度中放置240 h，然后標準環(huán)境下垂直存放1 h后，立即進行評價，要求外觀無異常，無起霧。再在標準環(huán)境中存放24 h后進行附著性能檢測，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個循環(huán)持續(xù)720 min（12 h），由下面的溫度-空氣濕度曲線構(gòu)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T＜0 ℃起保持空氣濕度不變， 即不再調(diào)節(jié)濕度，（由于設備條件的限制，從T＜10 ℃開始，濕度調(diào)節(jié)失效是允許的）；240 min，保溫段，溫度-40 ℃，不控制空氣濕度；60 min，升溫段，升溫到23 ℃，約在T=0 ℃時相對濕度調(diào)整到30%。
共計8個循環(huán)，要求外觀無異常，無起霧。然后在標準環(huán)境中存放24 h后再進行附著性能檢測，按照標準判定級別要求Gt0。
