汽车外饰喷涂件

影响轿车外饰件喷涂颜色控制效果的因素

摘要：通过对喷涂过程中影响色差的关键因素分析，以期对轿车外饰件喷涂工艺的控制提供可行的方案。

关键词：外饰件；喷涂；颜色控制

0前言

随着国内轿车工业的发展，新车型的大量推出，油漆外饰件逐步成为标准配置（主要是保险杠，车门外饰板，门槛外饰板等部件），其中，绝大部分车型又采用与车身相同的颜色。这样，保险杠和车身之间的色差问题必然成为质量控制的指标之一。色差问题逐步成为外饰供应商及其油漆供应商优先考虑的问题之一。在外饰件的颜色中，起决定因素的是漆膜对光源的反射性能。如果跟踪油漆从供应商的原漆，逐步转变成漆膜的过程，可以将其分为3个重要阶段，分别是原漆、调配过的油漆和施工过程中的油漆。我们认为，对应于这3个阶段对色差影响至关重要的因素，将控制或影响因素分解到油漆原料，油漆的调配，油漆的喷涂3个重要环节来讨论显得更加符合实际。

1色漆原漆的控制

色漆原漆无疑是影响颜色的最重要因素。色漆的配方直接决定了颜色的基本取向。色漆配方的微量调整，能够使最终产品颜色发生明显的变化。对于油漆的使用者，无法真正了解颜色的配方（这是供应者的核心秘密），但是能够影响到初期配方的确定。一个稳定的喷涂环境，或者说一条控制良好的涂装线对于油漆供应商获得和优化配方非常有利。作为油漆供应商，需要控制的是每种基础配方的合适性。我们知道，即使是相同的油漆，在不同的喷涂线上，由于设备的不同以及环境的不同，最终获得的产品颜色也不同，油漆供应商需要找出验色室颜色与现场颜色的系统偏差，这种偏差的准确与否，对于供应商有效的获得适应性强，或者说喷涂窗口大的色漆配方极其重要。喷涂者通过与其油漆供应商的配合，使得这种偏差的获得快速而准确。尤其是在新颜色的初期调整中，为喷涂提供中间状态的喷涂环境和喷涂参数，能够更快地获得两种喷涂环境和方式的系统偏差，通过不断的模拟可以获得这些数据。一般，合适的喷涂参数选择包括：色漆两道膜厚比60%:40%、合适的膜厚、常规的雾化扇面比等等。

对于油漆的使用者，真正需要控制的是油漆批次之间的变化。由于油漆供应商的实验室提供的批号色板能够准确地反映每一批次油漆之间的变化，所以对于这些数据的最终控制通常是简便有效的方法。根据经验，所有色漆的色调和色相变化总应该优先于明暗度的变化。而且，每一种颜色对于不同的角度都有不同的放大和缩小效应，需要通过实践摸索。如一种银色，试验室喷涂中B向每0.1单位的变化，在线上会放大到0.2单位。这样，对于这种油漆的B向控制就

需加倍严格。除此之外，色漆的固体分含量和遮盖力也是需要严格控制的原漆指标之一。

2油漆调配的控制

目前，绝大部分色漆在正式喷涂之前都需要经过油漆的调配。这一过程在有些时候，也是影响产品颜色的重要因素。在这一环节中，我们认为存在两类原因会成为变化的源头。一是季节性配方调整导致的变化。作为喷涂原料来说，油漆的稳定对于涂装质量至关重要，油漆的稳定主要包括以下3个方面：固体分，确保最终获得油漆层的厚度；粘度，确保喷涂表面效果；油漆的特殊成分性能。为保证调配好油漆固体成分含量的稳定，主要控制原漆的这个指标，通常固体分偏差控制在±2％以内。

粘度是随温度变化的值，为确保喷涂状态的稳定，就需要控制油漆所处环境的温度。完全恒温的供漆系统需要确保以下环节的恒温：调漆间和调漆缸温控、输漆管路加装恒温控制（如管中管控温系统）、喷房恒温。出于能源成本的考虑，国内的涂装线采用有限控温（在一段饰件内控制调漆间和喷房的温度恒定在

±2℃）。这样，在一年中不同的季节，我们根据外界的环境因素，使用几个不同的喷房温度。比如，夏天当外界气温高于30℃时，采用35℃的喷房温度，同时采用35℃下的油漆配方。这时的油漆配方，对比它冬季（22℃）的配方，其粘度明显下降，高沸点溶剂比例明显增加，所有这些都是为了维持在高温下色漆保持原有的挥发速度。由于输漆系统不完全具有恒温控制，就应采用不同的配方温度。虽然这样增加了系统中油漆粘度的控制难度，但是还是可以根据供应商提供的每个油漆的温度-粘度曲线来加以控制。二是不当的加漆操作或工艺调整导致的颜色偏差。一些系统的清洗不彻底，抽料泵的混用，甚至粘度测量杯的不正确清洗都有可能造成油漆颜色遭污染而变化。这在同时提供多家主机厂的外饰供应商的调漆间内并不罕见。油漆调配好后，在系统中长期循环也会造成特殊成分的变化，引起最终涂层颜色的不可控，因此需要根据生产消耗和系统内贮存油漆量的多少控制油漆的调配数量和加入系统的饰件量。系统中加料量的控制：对于有效应颜料的色漆（或是色差控制敏感的油漆）来说，保持喷涂前的油漆新鲜度非常重要。由于保险杠颜色多样，经常有些颜色的生产间隔长达数月，此时，如油漆在系统经过数月的循环，必定会因效应颜料的磨细而颜色发暗（我曾测试一种红色金属漆，发现油漆在系统中运行7个月后喷涂获得的样板颜色明显变暗，25°ΔL值下降高达2）。这时保持油漆系统中最少的存量在喷涂前加料是明智的。此外，在调漆缸中被长时间搅拌或搅拌器速度过快也可能导致金属漆中的铝粉变形或氧化而发生颜色变化。对于一些特别敏感的颜色，即使系统密封良好，加料量也不要超过一星期。

3喷涂环节的影响

从最终漆膜的颜色看，如果不考虑底漆和清漆的影响，对于素色漆，其本身的色泽、遮盖力和膜厚是决定颜色的主要因素。但对于效应色漆（金属漆，珍珠漆）来说，效应颜料片带来的随角异色性，给颜色控制带来了更大的挑战。目前，这类颜色的比重占据了汽车外饰颜色的80%以上。而效应颜色漆中，片状材料的排列方式对颜色的影响常常具有决定性，由于喷涂过程又很大程度上影响

了这些效应片材的排列方式，这就决定了这些颜色的变化，受到喷涂过程的重要影响。在喷涂过程中，有两类因素决定了效应颜料的排列性：

第一，喷涂设备的参数选用。能够影响到色漆颜色的设备参数，包括了喷涂流量、两次喷涂的膜厚比例、高电压的使用、旋杯的转速、喷枪距离、喷枪的流量雾化比和雾化扇面比。喷涂流量的大小决定了最终膜厚，而要获得色漆颜色，达到TDS要求的膜厚是首要条件。膜厚偏薄，难免使最终颜色受到底漆颜色的影响。此外，流量大小也直接影响到色漆的挥发性能，一次上漆过多，漆滴着面时固体分偏低，此颜料流动性强，偏暗。两次喷涂的膜厚比例。因为目前全自动涂装线普遍采用色漆两道喷涂，无论是杯加枪还是枪加枪，第一道都采用了高压静电。由于静电效应导致效应颜料的排列趋向于对喷涂面的最小接触面，造成这些片状物竖起趋势明显，从宏观上看，表现出更小的反光面，即L向变小。而第2道普遍采用空气喷涂，这样，效应颜料效果明显。增加第2道的膜厚，则更多表现出效应效果。高电压的数值。目前大部分塑料件喷涂设备采用了0~60kV 电压，越高的电压一方面能够增加上漆率，同时颜色也较喷枪喷涂的效果暗，所以综合考虑电压的影响，必须了解对于不同颜色的敏感度是不同的。

旋杯的转速。旋杯的转速主要影响到油漆着面时的固体分，通常我们也称作油漆的干湿。转速的增加，减小了漆滴的直径，增大了单位体积的表面积，在相同条件下，挥发的溶剂增加。使得效应颜料的定向效果增强。喷枪的距离增加，获得的效果其实与增加旋杯的转速相似。但是，对于机器人喷涂，特定的TCP距离对于保证不同产品部位相同的颜色是有利的。喷枪的流量雾化比和雾化扇面比。事实上，在所有喷涂对于颜色的调整中，这组参数最为敏感也最常使用。其基本原理也是应用喷涂参数导致油漆干湿不同，影响到效应颜料的定向排列，最终影响颜色的变化。但是，在具体调整实施中，必须考虑其调整的协同效应。比如，为了增加亮度，可以通过增加扇面空气来使油漆喷得干些，但同时也会降低二道膜厚值，在大角度上L反而变小。但如果同时增加流量，就可能获得三角度的亮度增加。

第二，喷涂环境的影响。这其中重要的3个参数包括了喷房温度，喷房的湿度以及喷房DOWNDRAFT速度。上述3个参数对于颜色的影响有时甚至超过了喷涂参数本身。其原理同样是影响喷涂过程中溶剂的挥发速度。但是，这种挥发速度的变化，也可以使用色漆配方中溶剂沸点的调整获得补偿，所以，对于喷涂中，我们希望的是稳定的喷房温湿度和DOWNDRAFT速度，而不是利用这些数值来调整。

4结语

总之，外饰喷涂中颜色的控制是一项复杂的系统工程，不仅包括了工艺参数的严格控制，还跟工厂运作管理的水平密切相关，更需要供应商和制造商的密切配合。