浅谈汽车塑料件用油漆色差的防治方法

浅谈汽车塑料件用油漆色差的防治方法
2011-08-04 10:00:59 来源:现代涂料与涂装网【大中小】评论: 条
张朝辉1，张菁燕2，杨江金1，李荣富2
（1.常州市建筑科学研究院，江苏常州213015；2.江苏尼高科技有限公司，江苏常州213015）
1引言
塑料件使用于汽车行业已经有50多年的历史了。

随着社会的发展和进步，用户对汽车配套塑料件外观涂装质量的要求也越来越高。

汽车配套的油漆塑料件色差防治问题，是各生产厂家的重点工作，尤其是浅灰色金属油漆、本色漆（白色、亮黄），在生产时极易产生色差，给生产厂家和客户带来很大的损失。

2色差的定义及测量、评价标准
色差即两种物体在相同光源作用下光线投射在视网膜上后，形成某种信息，大脑对这种信息进行辨认，产生一种生理感觉。

但必须具备3种条件：2种及以上物体、同样的光源、正常的视觉感官。

通常色差的测量方法有2种：目测法和色差仪测量法。

⑴目测法
在油漆塑料件与油漆标准板（或与整车装配）之间，并满足标准光源条件下（自然光源）用自己的眼睛目测。

目测法最为敏感，一般波长变动1～2nm时，就能觉察出颜色的变化，所以色差的判定要以目测为准，但人眼测量的色差难以定量。

⑵色差仪测量法
当目测法出现色差争议时，就要用色差仪进行定量测量。

爱色丽测色仪MA86是常用的色差测量仪，色差仪里面的光源一般设定为D65日光光源，观察角度为15°、25°、45°、75°、110°这5个角度（见图1），涂料颜色的定量测量一般采用国际照明委员会CIE表色系统。

测量的原理是单色器照射在被测样本上，反射光通过光电管，将光信号转换成电信号，由放大器将电信号放大，并通过电流计测量其电流强度，从而实现对被测样本反射光颜色绝对值的测量，即CIELab色空间。

该颜色的L*表示明度值；a*表示红/绿值；b*表示黄/蓝值（图2）。

图1 色差仪观察
图2 CIEL*a*b*表示系统
图3 色差测量角度
经过科学家的大量试验及统计，制定了不同颜色、不同偏差的许可范围系数，用A表示，通过下面的公式计算5角度反射光（见图3）：
DE'g=[（dL*g/ALg）2+（da*g/Aag）2+（db*g/Abg）2]1/2
g=15°～110°
平均色差值为：
[DE]=1/5（dE15+dE25+dE45+dE75+dE110）
其色差评价标准见表1。

表1色差评价标准
表1色差评价标准
3塑料件用油漆色差产生的原因
产生色差的原因一般有材料、施工工艺及参数、人为因素等。

3.1材料
⑴油漆：油漆材料按照颜料属性分类，通常分为本色漆和金属漆2种。

本色漆颜料排列均匀致密，但有些本色漆色浆本身颜色敏感度高，极易产生色差（白色、亮黄等）。

而金属漆里铝粉排列有定向性，各角度反射值均不同，亮度差异较大，是影响色差的重要因素。

⑵油漆批次差别：每个批次的油漆在批量生产前，首先确定好配方，再根据试验数据进行微调，然后进行批次化生产。

不同批次油漆之间的颜色会存在细微的差别，例如两批次的塑料件浅灰金属面漆，在同一工艺环境下，挂标准试板喷涂，产生了色差的风险（见表2）。

da*、db*值是导致[DE]偏差较大的主要因素。

表2批次间的色差
表2批次间的色差
结论：[DE]=1.574（1.4＜1.574≤1.7风险区）。

⑶塑料件材质差别：随着汽车产业的进步，塑料件占车身的比例也日益提高。

塑料件的种类颇多，每种塑料件的油漆施工参数等也有很大区别，例如ABS材料，其主要特性为附着力良好，可以不涂底漆，但ABS塑料件又分为黑色和白色，如不涂底漆，色漆难以遮盖，对色差影响非常大（见表3）。

表3ABS黑白塑料件遮盖力试验
表3ABS黑白塑料件遮盖力试验
⑷油漆过期：油漆过期后，各种性能指标均会出现异常，施工后对油漆的作用和性能带来很大风险，例如没有过期的（见图4）和过期后（见图5）的2幅塑料件用金属漆的横断面的图片，铝粉形状完全发生了变化，颜色反射率也随之发生了变化。

图4没有过期的金属色漆漆膜断面
图4没有过期的金属色漆漆膜断面
图5过期后的金属色漆漆膜断面
图5过期后的金属色漆漆膜断面
⑸塑料件装配几何状态不同：油漆塑料件与车身装配的几何状态，也是导致油漆产生色差的重要因素。

当油漆塑料件与车身装配界面不同时，光源的反射角度就会不同，目视色差效果就会产生差异。

例如塑料油漆保险杠与车身翼子板装配，若在同一平面颜色过渡不好，就会导致明显的色差，所以塑料件装配几何状态也是产生色差的重要因素。

3.2施工工艺及参数
⑴施工工艺的影响：现在喷涂工艺主要分为静电喷涂和空气喷涂，一般整车涂装线都采用静电喷涂，其金属铝粉排列整齐，而配套塑料件（保险杠、装饰条、扰流板、后视镜、侧裙等）因喷涂面积小而复杂，一般采用手工空气喷涂，金属色漆中铝粉排列比较杂乱，这样就造成了金属铝粉排列上的差异，对dL*值的影响比较大。

例如同批次号塑料件金属浅灰面漆，分别在不同工艺条件下挂标准试验板喷涂，dL*值出现了很大的偏差（见表4），导致[DE]不合格。

⑵工艺参数的稳定性是影响色差的重要因素，如油漆黏度、喷漆房温湿度、晾干时间、漆膜膜厚、过烘烤等。

⑶人为因素：在人工喷涂时，人为补漆、油漆搅拌不充分、喷涂手法错误、膜厚喷涂不均、输漆设备清洗不净等都是影响油漆色差的因素。

另外，每个人的眼睛对色差判断的差异也是影响色差的重要因素。

4塑料件油漆色差的防治
色差是油漆最常见的顽症之一，由于影响色差的因素很多，要想防止色差的发生，就得从影响色差的各方面出发，找出根本原因才能对症下药。

4.1材料
⑴油漆材料的正确选择有利于色差控制，对色差敏感的油漆，应从油漆开发认可上去寻找可以替代的色浆配方。

⑵不同批次的油漆产生色差是油漆生产厂商的技术性问题，作为油漆用户，要从采购质量环节上控制每个批次的色差。

对每个批次的油漆，按照色差控制标准进行检验，检验的数据以商业报告的形式反馈生产供应商和使用单位，以便双方采取控制办法，一般[DE]不大于1.7都有条件使用，但是生产线要根据实际情况进行微调。

⑶塑料件材质差别：汽车配套油漆塑料件的材质种类非常多，对不同种类、颜色的塑料件（黑白的ABS、ABS+PC、改良的PP等）共线喷涂生产，只要按照油漆正常的施工工艺（底漆+色漆+清漆），色漆膜厚达到正常的遮盖力要求（塑料件金属漆一般在10μm以上），就可以避免因材质差别而产生的色差。

⑷油漆过期：油漆都有使用期限，在油漆采购时应注意油漆的生产日期、保质期等，对过期的油漆，坚决不能使用，需退回厂家进行妥善处理。

⑸塑料件的几何形状取决于外观设计，不可能改变。

只有从塑料件油漆的施工技术角度上控制，即保持整车与油漆塑料装配处的颜色合理过渡（[DE]≤1.4）。

表4施工工艺产生的色差
表4施工工艺产生的色差
结论：[DE]=2.282＞1.7（否决区）。

4.2施工工艺不同
施工工艺不同取决于工艺规划和设计问题，很难从硬件上控制色差问题，通过对塑料件油漆进行调色或调整施工工艺参数来解决。

下面就生产实例的不同施工工艺进行分析、试验、讨论（见表5）。

造成数据差异的最主要因素是喷涂的工艺不同（手工空气和静电喷涂），要解决这两个工艺问题，需要技术服务人员进行现场调色。

⑴选择调色的方向，即选定一种颜色作为标准色方向，一般选定较为稳定的工艺色差值（静电自动喷涂）。

⑵用标准试验挂板，对塑料件用金属浅灰色面漆调色，模拟在手工喷涂环境下做喷涂、烘烤等工艺试验（最少3组）。

⑶测量出试验色差值并做出色差集合数据（见表5），然后将得出的数据参照标准色差值进行比较，按照色差评定标准计算，并选择最为接近的色差值作为生产调色方案。

若方案不通过，需按照上述步骤进行反复试验，直到符合色差评定标准为止。

⑷为确保选定方案的可行性，通常要在生产线上试生产1～2套塑料件，与整车油漆车身做目视比对，作为验证方案最终通过的条件，然后再批量生产，这样可以把损失减到最小。

4.3人为因素
控制人为操作，不像控制机器设备。

首先需要从操作文件上去规范操作流程，制定合理的《操作指导书》、《控制计划》等文件，按要求培训；其次是对人为操作规范进行检查和指正。

当个人色差评判标准出现波动时，可以成立色差评定小组（5～10人），在一起协商和判定，这样才能把人为因素降到最低。

表5金属浅灰色面漆调色方案
表5金属浅灰色面漆调色方案
结论：方案3与标准参考色差值的[DE]=0.473＜1.4（接受区）。

5结语
色差问题的控制不是一蹴而就的事，它要我们时时刻刻去控制和预防，一个很小的因素都可能引起色差事故，所以每个企业必须严格控制生产的各种因素，建立起一套色差控制体系是势在必行的事。