面漆桔皮分析与对策

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1、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，桔皮反映了漆膜表面微观不平 整度，鲜映性则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有限 公司的漆膜桔皮情况作了统计、对比和分析，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，其中短波桔皮代表结构 尺寸在0.6 mm以下的桔皮，长波桔皮代表结构尺寸在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，但代表的趋势相同。桔皮是对漆膜表面微 观不平整的一个感性描述，实际上它的形

2、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表面的传递。b. 油漆干燥过程中溶剂挥发造成表面张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。在后续的对比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。为便于对比分析，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相同。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进行了桔皮（长波、短波）、鲜映性数值的采集与分析。数据按照水平

3、和垂直 进行了分类平均，并对比如下。1.1.1 不同颜色长波对比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W4、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 能达到标准。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较大，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 微粒除了受表面张力向上的拉动外，还受重力的向下拉动，表面张力合力与重力方向 相反，所以形成贝纳德涡的动力相对较小，最终形成

4、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控制油漆干燥过程中的温度曲线，让溶剂挥发速度均匀，表面避免固化过快 而妨碍漆料从底层向表面的补充，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. 改进涂料的流动能力，避免使用表面张力上升过快的涂料。e. 选用合适的溶剂种类，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体现，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

5、果如图2。02二颔更勺姬注关醍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可以达到标准外，其他油漆都没 达到标准。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，与长波桔皮分布比较，短波桔皮则在整车 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表面本身的特性关系明显。进一步说明应该是，要减少0.6mm 结构尺寸以上的桔皮应该对材料、本身流平性能和中

6、涂、面漆、清漆的施工工艺进行 改进，包括施工参数的调整与材料本身的改进等。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，这并不表明短波桔皮的控制与材料 无关。有证据表明，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对比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。2 III1 a04&12 lb 2Q 2d

7、28阳31)01与廉堀遷芸廉从图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行了工艺试验。试验时，试验车辆 在中涂喷涂后停止晾置4 min，总

8、晾置时间9 min，得出对比数据如图4和图5。2 I 77口 亮 1 Rll)himX*MR23h 中球尊 If4 minM43H :4： JIM30521in . 51t,3vrj:?r:.s-i -fl 上 g Hfflf沪餓常址対商博眉汰的影响-沖刃“为越他_.也4申撫g甕对无济怔邀的菲咸晾置前后桔皮数据如表1。水平按班罕帳 垂直医秦虫痢掘 t平垮养平用 建罕域甲肖舞驭汪申檢未竝席 孔忧 VTJM 少？27J3i4 minM+2710.4S 22Sb lX*.OS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，桔皮达到了标准。因此，提高面漆前的漆

9、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），得出的数据对比如图6。1辰買怵T申矗】遍31 M 丽门山氓tofiri昭甫中涂00悴分身面丑旳澹关爲从图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

10、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0.4um以下，最好在0.20.3um, Pc，值在515个/cm。 能提供这种仪器的公司很多。(2) 控制流动 贝纳德漩涡。当漆膜干燥时，溶剂在漆膜表面挥发，处于膜体下面的溶 剂开始扩散或迁移到表面，为加快此进程，常形成逸出通道，在该道终止 并喷出表面，漆膜表面常形成可观察到的几讨图纹，呈涡流结构，称为贝 纳德漩涡 (Benardcell) 。如图 4 所示。图 4 贝纳德漩

11、涡示意图 浮色和发花。当基料和溶剂流到贝纳德漩涡中心的表面时，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分 离过程。其结果是某种颜料在表面上呈现较高的浓度，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。浮色是指漆膜表面更 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，可降低表面张力，迫使贝纳德漩涡循环流的停止，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。 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表面张力，使 漩涡循环流衰减，以有效地消除橘皮。 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、合适的基料、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。