浅谈汽车用金属闪光底漆的构成及差控制
1. 什么是汽车用金属闪光底漆?
所谓金属闪光底漆就是作为中涂层和罩光清漆层之间的闪光底涂层所用的涂料。它的主要功能是着、遮盖和装饰作用。金属闪光底涩漆的涂膜在日光照耀下具有鲜艳的金属光泽和闪光感,给整个汽车添装诱人的彩。
2. 汽车用金属闪光底漆的特点和发展过程
现今汽车涂料已是代表一个国家或地区涂料工业发展水平的典型产品。最初,汽车面漆只是以黑单漆为主,到50年代后期,汽车的外观已成为车主的个人嗜好和地位的一种象征,从而对汽车装饰面漆的质量及外观提出了更高的要求。到70年代就出现了含有金属铝粉的灰轿车,70年代末二涂层面漆的出现更使这种含效应颜料的闪光涂料的技术日趋完善。到90年代高级轿车涂料中,金属闪光涂料在汽车涂料中的使用比例在逐年上升,国际上是如此,国内也同样如此。
10年来,汽车涂料中金属闪光漆(金属铝粉涂料和珠光涂料)已从40%比例上升到60%
这一数据生动的说明了平均每5辆车中就有3辆是选择金属闪光涂料的,也说明了人类对美的追求。现在轿车金属闪光底漆的颜品种更趋多样化,一部分已经选用了符合国际流行的颜,如皇家蓝、印加蓝、印第安红等,同时也开发了客户要求国内流行,如开士米、钻石银灰、深墨绿等。
3. 金属闪光漆的配方
金属闪光底漆之所以具有这种特殊的装饰效果,是因为该涂料中加入了金属铝粉或珠光粉等效应颜料。这种效应颜料在涂膜中定向排列,光线照过来之后通过各种有规律的反射、透射或干涉最后人们就会看到有金属光泽的、随角度变光变的闪光效果。溶剂型金属闪光底漆的基料有聚酯树脂、氨基树脂、共聚蜡液和CAB树脂液。其中聚酯树脂和氨基树脂可提供烘干后坚硬的底漆漆膜,共聚蜡液使效应颜料定向排列,CAB树脂液主要是用来提高底漆的干燥速度、提高体系低固体份下的粘度、阻止铝粉和珠光颜料在湿漆膜中杂乱无章的运动和防止回溶现象。有时底漆中还加入一点聚氨酯树脂来提高抗石击性能。目前国内汽车涂装线一般采用溶剂型闪光底漆,而在一些西方发达国家已经大量使用水性底漆。
金属闪光漆能获得闪光效果的关键是在涂料中使用闪光金属铝粉、云母珠光颜料,二者单用、合用或/和其它颜料拼用。
4.金属闪光漆用铝粉颜料有何特性,什么是随角异光异性?
    随着人们审美要求的逐渐提高,现在涂有金属闪光漆膜的汽车已增加到汽车总量的70%,相应的铝粉颜料在汽车涂料制造中也越来越重要。用来制造汽车金属闪光漆的铝粉颜料应该具有哪些特性呢?
铝粉颜料是近20多年来发展迅速的品种,因为铝粉有独特的防腐和装饰功能,故广泛用于汽车、船舶、家电、轻工中。铝粉的颗粒呈微小的鳞片状,厚度0.1-2.0 m,直径为1-200 m,由于铝粉是片状结构,在漆中会形成十几层的平行排列。这种屏蔽作用对紫外线有良好的反射性,从而延缓紫外光对涂层的老化破坏,良好的屏障性也阻止了水、气体和离子的透过,保护了漆膜,使铝粉漆的耐侯性优于一般漆。汽车漆常用的铝粉形式为非浮型铝粉浆。
铝粉颜料是由纯金属制成,故它具有许多金属特性,用来制造铝浆和铝粉的铝纯度的范围
通常是99.3-99.9%。当把铝加工成颜料时,最明显的特征是颗粒的几何形状,铝颜料与其它颜料不同的是它既不是球状,也不是粒状的,而是铝片状。正是它的片状才能发挥出许多铝的特性。
如其它金属一样,铝片具有优良的防锈蚀性能,并对可见光、红外线和紫外线有高度反射性。由于它在空气中形成的坚韧的氧化薄膜,铝的性质是非常稳定的。铝是两性金属,它可与酸性或碱性溶液反应而产生氢气和铝化合物,而铝的可锻展性可以由它能被磨成片状来证明。
正是因为铝颜料的这种不同于其它多数非金属颜料的几何结构和铝颜料的金属本性赋予它与其它颜料不同的美观和性质。当把它加到涂料里,铝片便会以与底材和漆膜表面相平行的多层状态进行定向排列,从而产生金属感或多效应,且有不同程度的闪光和彩。如碱金属般,铝片是不透光的,对可见光、红外线和紫外线有高度的反射作用。
    随着观测角度的变化表现出不同的颜和光泽的现象就是随角异光异性,英文为 Flop-Flip effect.
5.汽车用珠光颜料的成原理如何?
使用珠光颜料可获得珍珠光泽、彩虹效应和金属光泽。它是透明的薄片状结晶,这种粒子的直径5-10 m,厚度小于零点零几微米,这种珠光片状结构在树脂和涂膜中以层状平行排列,其质量好坏取决于片状离子的厚度。对入射光部分反射、部分透过,光线在多层薄片上反射、透射后产生一种具有深度的珍珠光泽,大多数的珠光颜料是白的,把彩颜料加入珠光颜料中,形成彩的珠光或金属光泽现象。在轿车涂料中,它就会产生华丽柔和的光泽和梦幻般的彩。
珠光颜料使汽车行业进入了多彩世界的新领域。珠光颜料和其它颜料混配使用,可获得形式独特、令人印象深刻的各种珠光和金属光泽效果,再现人们美好的想象世界。尤其是珠光颜料可以产生颜随观察者的视角而变化的虹彩效应,给我们提供了全新的、有趣的颜调,也使装饰的可能性几乎成为无限。天然或人工养殖的珍珠为层状结构,由碳酸钙及蛋白质层交替裹着一个核心组成。由于折射光、反射光及穿透光在特定层互相作用产生类似虹彩的颜或干扰。
人工合成珠光颜料正是根据了天然珍珠的结构原理,因而具有天然珍珠对光进行折射和反射的特性。入射光被薄膜反射或折射,部分光能穿透薄膜,部分被反射。反射光的颜因
薄膜层的厚度不同而异。珠光粉一般为无机颜料,它们由云母晶片组成,其外层包裹为具有高折射指数的金属氧化物,如二氧化钛、氧化铁。高折射指数的金属氧化物,低折射指数的云母晶片及低折射指数的周边介质平行排列,产生可视的彩虹颜。
在微小的云母晶片上控制二氧化钛的涂层厚度可获得干扰。云母被其它金属氧化物如三氧化二铬或三氧化二铁包裹可产生金属。诱人的黄金和棕是二氧化钛和三氧化二铁同步混合涂层的结果。
6. 汽车用金属闪光底漆配时应注意些什么?
    6.1 金属闪光底漆中铝粉、云母珠光粉和其他着颜料一起,构成漆膜体系的着成分。与其它普通漆不同的是,金属闪光底漆因效应颜料的加入而产生随角异光异性,即在涂料中能随观察者的视角的变化,呈现出不同的明度及彩度。这就要求金属闪光底漆的配必须达到几个角度下的颜一致,一般要求达到3-5个角度下颜的一致。
  6.2 由于铝粉和云母珠光粉比其它多数着颜料的密度大,很容易沉降,但它与一般颜料沉降不同之处是一旦发生沉降,较容易搅拌均匀。所以每次配时必须将铝粉浆、珠光粉
浆和闪光底漆搅拌均匀。注意搅拌时速度不能太大,否则过大剪切力将破坏效应颜料的结构。
6.3一般情况下效应颜料的加入量由所需涂层的厚度、透明度和遮盖力决定。但也不应使用过大含量的效应颜料,因为它们会妨碍颜料的取向性,从而造成涂层的光泽损失。在汽车涂料中,一般用量范围为:铝粉:2-5% ,  珠光粉:2-4%
  6.4由于客户一般要求闪光底漆在厚度12-15微米时必须达到遮盖力的要求,所以效应颜料一般与其他颜料配合使用。常用来配合效应颜料共同使用的颜料有碳黑、透明的有机或无机颜料如透明氧化铁红、酞菁蓝、透明耐晒紫红等。
  6.5 配过程中喷板方式应正确、合适。选用带中涂的样板,分别喷两道金属闪光底漆,然后湿碰湿喷罩光清漆。严格控制各层间的厚度和闪蒸时间,这样就可保证效应颜料良好的定向排列。轿车闪光底漆一般要求金属底漆膜厚为13-17微米,罩光清漆膜厚为35-45微米。另外还应选用与样板一致的烘干温度、时间和喷涂压力等施工工艺。
7.颜的定义
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,它就是通常所称的“颜”。所以,颜是光线和感观器官作用后所引起的生理感觉。
感知颜有以下三个必须的要素:
    ·      (来自于光源)
    ·视觉器官 (眼睛和大脑)
      ·物体    (被观察物表面的反射性)
8.颜感觉的过程
颜感觉与听觉、嗅觉、味觉等都是外界刺激使人感觉器官产生的感觉,外界光刺激感觉知觉是个复杂的过程,它涉及光学、光化学、视觉生理、视觉心理等各方面问题,所以要想度量知觉量很复杂,(但汽车漆颜要求就是统一汽车用户、汽车厂客户和涂料供应商的知觉)。
9.颜的三个特性
我们也可以按照颜的三种重要特性--调、明度和彩度,来标明颜的特
性和区分颜的差别。
调,又称相,是区分不同彩的视觉属性,它取决于光源的光谱组成以及物体表面对各种波长可见光的反射比例,是表示物体的颜在“质”的方面的特性。
明度,是人眼对物体明亮程度的感觉,换言之,是人眼对物体反射光强度的感觉,是表示物体的颜在“量”方面的特性。明度与光源亮度有对应关系,光源亮度愈高,则观察到的颜明度也愈高,但由于人的视觉灵敏度有限,所以当光源亮度变化不大时,往往感觉不到明度的变化,所以明度和亮度又是有区别的。
彩度又称饱和度,是表示颜是否饱和纯洁的一种特性,物体反射出的光线的单性越强,物体颜的彩度值越高。掺入白光成分愈多,就愈不饱和。当掺入的白光比例大到足以压倒或掩盖其余光线时,看到的就不再是彩而是白了。所以白、灰和黑等无彩颜的饱和度最低。饱和度取决于物体表面对光的反射选择性程度。若对某一很窄波段的光有很高的反射率,而对其余波长的光反射率很低,则说明其反射选择性程度很高,颜的饱和度也高。
10.汽车涂料的差控制
101 重要意义
  随着轿车市场竞争的日趋激烈,用户对产品质量要求越来越高,用户不仅关注轿车产品使用性能,而且对轿车产品外观质量也十分挑剔。轿车已经由最早的老三汽车底漆 (红、黑、白),发展成今天几十种颜本漆、金属漆和珠光漆。有些产品由单一黑保险杠发展成车身与保险杠及其它外协件同一颜的新一代产品。更高档的轿车如AudiA6Bora A4,车身与保险杠匹配间隙仅为1 mm,也就是说车身与保险杠几乎为一体,这给轿车面漆外观质量控制带来新课题,即车身与保险杠及其它外协件差质量控制。只有将差质量控制系统应用于轿车面漆生产中,并通过油漆材料入口差监控、车身与外协件差检测、数据分析、现场施工工艺参数调整,实现对轿车整车差的质量控制,从而满足用户对高档轿车产品质量要求。