面漆桔皮分析及对策

面漆桔皮分析与对策〔一〕
构成漆膜外观的两个重要指标是桔皮与鲜映性，桔皮反映了漆膜外表微观不平整度，鲜映性那么代表油漆的成像清晰度，同时桔皮又是影响鲜映性的重要因素。

鉴于桔皮在漆膜外观评价中的重要程度，采用德国BYK公司最新的桔皮仪对神龙汽车的漆膜桔皮情况作了统计、比照和分析，希望能够对改善现场漆膜外观质量有所帮助。

在这种体系中桔皮被解构成短波桔皮和长波桔皮两种，其中短波桔皮代表构造尺寸在0.6 mm以下的桔皮，长波桔皮代表构造尺寸在0.6mm以上的桔皮。

PSA集团采用的桔皮、鲜映性表示方法与本数据不同，但代表的趋势一样。

桔皮是对漆膜外表微观不平整的一个感性描述，实际上它的形成原因非常复杂，但从原理上来讲主要有以下两种因素。

a.底材微观上的不平整向油漆外表的传递。

b.油漆枯燥过程中溶剂挥发造成外表力梯度形成的贝纳德涡。

因此，桔皮是不可能完全消除的，只能尽量减小。

在后续的比照中将要引用其他的桔皮评价标准，这个标准同PSA集团的相关标准是不同的，但可以证明它们表达趋势的同一性。

为便于比照分析，在数据采集过程中，保证了数据采集点与NAP值测量的数据采集点一样。

1 不同颜色面漆桔皮数据分布及初步分析
1.1 颜色与桔皮关系数据
在这次数据采集过程中，主要针对颜色1、颜色2、颜色3、颜色4、颜色5、颜色6进展了桔皮〔长波、短波〕、鲜映性数值的采集与分析。

数据按照水平和垂直进展了
分类平均，并比照方下。

1.1.1 不同颜色长波比照
长波桔皮值统计数据如图1。

PSA无长波分布要求相应的标准，因此可以借鉴长波桔皮水平面≤4、垂直面≤15的通常标准。

从图1看出，水平面长波桔皮除颜色1和颜色4符合上述标准外，其他颜色不能到达标准。

对于垂直面除黑漆达不到标准外其他均在15以下，但主要分布在10～15。

无论哪一种油漆，水平面和垂直面的长波桔皮相差都比拟大，说明了长波桔皮与油漆本身的流平条件相关性很大。

理论上的解释应该是，油漆流平时由于平面的油漆微粒除了受外表力向上的拉动外，还受重力的向下拉动，外表力合力与重力方向相反，所以形成贝纳德涡的动力相对较小，最终形成贝纳德涡较小。

因此，减小长波桔皮的一个重要措施应该是控制贝纳德涡的形成。

具体措施如下。

a.控制油漆枯燥过程中的温度曲线，让溶剂挥发速度均匀，外表防止固化过快而阻碍
漆料从底层向外表的补充，从而减小贝纳德涡深度。

b.合理控制膜厚，保证贝纳德涡的填平过程有足够的漆料输送。

c.保证足够的流动时间，确保漆料输送的时间。

d.改良涂料的流动能力，防止使用外表力上升过快的涂料。

e.选用适宜的溶剂种类，控制挥发速度，保证均匀流平。

上述几种桔皮是涂料适应现场能力不同造成的综合表达，因此实际的改善工作需要在上述5个方面综合调整材料和施工环境、设备才可行。

1.1.2 颜色与短波桔皮关系
短波桔皮值统计、结果如图2。

PSA集团同样没有短波桔皮的技术标准，因此可以借鉴水平面≤20、垂直卜面≤25的通常标准。

按照以上标准可以看出，短波桔皮除了颜色1可以到达标准外，其他油漆都没到达
标准。

其中，颜色3和颜色5差距最大，颜色4和颜色6差距略小。

从以上长短波数据的分布可以看出，与长波桔皮分布比拟，短波桔皮那么在整车上更多地显示出了同一性，即长波与部件是否水平关系明显，而短波与部件是否水平关系不显著。

因此，可以认为长波桔皮与面漆〔或清漆〕本身的流平过程关系较大，而短波桔皮主要与车身外表本身的特性关系明显。

进一步说明应该是，要减少0.6mm构造尺寸以上的桔皮应该对材料、本身流平性能和中涂、面漆、清漆的施工工艺进展改良，包括施工参数的调整与材料本身的改良等。

0.6mm以下桔皮的减少应该在增加中涂、面漆前车身底材的平滑性上下功夫。

但是，这并不说明短波桔皮的控制与材料无关。

有证据说明，油漆不同，同样会造成短波桔皮的数值截然不同。

这与面漆对底层凹陷的遮盖能力、油漆喷涂时雾化效果及材料本身的某些特性参数有关。

颜色l虽不罩清漆但.在长短波方面均较佳，所以在底色漆、清漆对长短波的影响关系方面需要深入探讨。

1.2 长短波桔皮与鲜映性的关系
比照分析长短波桔皮对鲜映性的影响，同时测量同一辆车的长波、短波与DOI值，其变化趋势曲线如图3。

从图3看出，油漆的鲜映性与桔皮长短波均有关系，其中短波对鲜映性有着主导影响。

这一点从颜色1的鲜映性异常可以看出，颜色1的颜色很浅，它的鲜映性应该最低，但从鲜映性数据看来竟高达86，根据短波主导影响鲜映性的结论反看颜色1短波，是所有油漆中最低的，而且领先优势很大，所以短波主导影响鲜映性是一个可以得到的结论。

与其他深色金属漆相比，颜色4〔浅色〕的鲜映性较高同样验证了这个道理。

因此，要提高鲜映性就要减少桔皮尤其是短波桔皮。

2 影响因素
2.1 晾置时间对短波的影响
针对中涂晾置时间对面漆短波桔皮的影响进展了工艺试验。

试验时，试验车辆在中涂喷涂后停顿晾置4 min，总晾置时间9 min，得出比照数据如图4和图5。

晾置前后桔皮数据如表1。

由表1看出，通过中涂晾置时间延长，短波数据明显降低，鲜映性提高到90以上。

通常标准衡量，桔皮到达了标准。

因此，提高面漆前的漆面光滑度是减少短波桔皮的有效途径。

2.2 提高中涂平滑性的对策
中涂平滑性与中涂本身的喷涂质量、晾置时间、膜厚、底漆平滑性、钢板粗糙度、中涂填充性等因素有关。

根据中涂理论，要有好的填充性，就必须提高中涂固含量。

为此，试验了某公司的中涂涂料，施工固含量约48%，低于现用中涂施工固含量〔50%以上〕，得出的数据比照方图6。

从图6可以明显看出，中涂固含量越低，面漆短波越明显，鲜映性相应越低，进一步证明了短波桔皮是从下往上传播的。

钢板的粗糙度、底漆的平滑性均会影响短波桔皮。

从这一点看，控制底漆的膜厚、中涂的膜厚对面漆外观同样重要。

因此，应该考虑投放施工固含量更高、填充能力更强的中涂涂料。

同时，完善对底漆和中涂厚度、底漆粗糙度、钢板粗糙度的监控。

其中，对钢板和底漆的粗糙度监控还应该考虑Ra、Pc的双重监控。

一般考虑电泳漆膜Ra在0.4μm以下，最好在0.2～0.3μm, Pc,值在5～15个/cm。

能提供这种仪器的公司很多。

•(2)控制流动
①贝纳德漩涡。

当漆膜枯燥时，溶剂在漆膜外表挥发，处于膜体下面的溶
剂开场扩散或迁移到外表，为加快此进程，常形成逸出通道，在该道终止并喷出外表，漆膜外表常形成可观察到的几讨图纹，呈涡流构造，称为贝纳德漩涡(Benardcell)。

如图4所示。

图4贝纳德漩涡示意图
②浮色和发花。

当基料和溶剂流到贝纳德漩涡中心的外表时，也带来悬浮的颜
料。

这时，颜料粒子的输送比率不同，就会出现不同类型的颜料别离过程。

其结果是某种颜料在外表上呈现较高的浓度，造成浮色和发花。

发花是指漆膜外观有花斑，呈斑点或条斑的现象。

浮色是指漆膜外表更普遍的变色现象。

二者的状态如图5所示。

图5发花和浮色状态示意图
使用有机硅助剂，可降低外表力，迫使贝纳德漩涡循环流的停顿，阻止发花现象。

但是浮色与发花更主要的是与颜料的移动性差异有关，要使用润湿分散剂才能彻底解决。

③橘皮。

贝纳德漩涡的结果，在许多情况下会使漆膜外观呈现许多轻微的凹窝
状，称为橘皮。

当喷涂时喷枪离底材太近或太远、涂料雾化不好、粘度过高、未稀释好等都可能造成橘皮。

使用少量的有机硅助剂就可急剧地降低外表力，使漩涡循环流衰减，以有效地消除橘皮。

④缍纹。

在一般情况下，都不希望贝纳德漩涡的产生。

但是，可控制的贝纳德
漩涡图形——缍纹漆，又是涂料化学师追求的美术漆，具有很好的装饰性能。

对缍纹效果起主导作用的因素包括喷涂技巧、涂料粘度、挥发速度、适当的溶剂、适宜的基料、非浮型铝粉等。

但是，除了以上诸多因素之外，使用高粘度的有机硅助剂以稳定贝纳德漩涡是十分有效的。

因它与涂料系统不相容，导致漆均匀收缩而得到特别的缍纹效应。

通过调节助剂的用量，可以控制花纹的大小。