電泳漆在線混槽換色的研究及應(yīng)用

1、電泳漆在線混槽換色研究及應(yīng)用田小龍、劉安心、馮修成（東風(fēng)商用車技術(shù)中心工藝研究所 442001）摘要：經(jīng)過調(diào)色試驗(yàn)和在線混槽工藝研究，開發(fā)了在線混槽換色工藝，通過在線調(diào)整不同顏色基礎(chǔ)色漿混槽，在短時間內(nèi)將漆膜顏色由黑色調(diào)整為指定的顏色。關(guān)鍵詞：電泳槽；調(diào)色；混槽；換色0 前言長期以來汽車電泳漆，尤其是底盤零件用電泳漆，以黑色為主。隨著客戶顏色多樣性的需求的增加，底盤零件開始出現(xiàn)其它顏色電泳漆涂層。對底盤零件用電泳漆如何完成這種顏色切換，通常采取廢棄老槽液一次性置換或逐步添加新顏色電泳漆，通過顏色漸變達(dá)到更新顏色的目的。前者不僅會造成電泳漆中大量樹脂、顏料、溶劑等可用材料的浪費(fèi)，同時處理不當(dāng)，會

2、帶來很大的環(huán)境壓力；后者置換周期過長（估算半年以上），且涂裝產(chǎn)品的顏色處于變化之中，不能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。本文以某國產(chǎn)黑色電泳漆材料為研究對象，通過調(diào)整不同顏色的基礎(chǔ)色漿混入原始槽液中，開發(fā)在線混槽換色工藝，在短時間內(nèi)將150噸電泳漆槽液漆膜顏色調(diào)整到指定的顏色（灰藍(lán)顏色）。1調(diào)色試驗(yàn)1.1調(diào)色依據(jù)在CIE顏色體系中，L*參數(shù)代表亮度，另外兩個顏色參數(shù)，a*表示從綠相過渡到紅相，b*表示從藍(lán)相過渡到黃相。例如加入白色漿可提高L*值；加入紅色漿可提高a*值，但稍微會降低L*和b*值，紅色漿可以壓制漆膜變黃；加入黃色漿可適當(dāng)提高b*值，其和紅色漿作用，將漆膜顏色往藍(lán)色方向偏移，各種色漿共同作用，使

3、漆膜顏色由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榛宜{(lán)色。表1為黑顏色漆膜和灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板顏色的Lab值。表1 黑顏色和灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板顏色的Lab狀態(tài)顏色參數(shù)黑色底漆板灰藍(lán)色標(biāo)準(zhǔn)板L*-20.65.1a*8.60.2b*4.8-0.2可見，要把黑色調(diào)整到指定的灰藍(lán)顏色，必須提高明度數(shù)值，同時降低紅相和黃相。添加白色漿，可顯著提高顏色明度數(shù)值，再通過紅色漿和黃色漿的相互顯色和遮蔽，可以得到滿意的調(diào)色效果。1.2試驗(yàn)方法取黑色電泳漆槽液，研制調(diào)色用白、紅、黃三種色漿，將白、紅、黃三種色漿按照一定的順序和比例加入到黑電泳漆槽液中，攪拌充分后，然后按技術(shù)條件進(jìn)行電泳，烘干，冷卻，制得漆膜顏色板后與灰藍(lán)顏色標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比色，判斷調(diào)色的效果。如

4、有差別，再調(diào)整各個色漿的用量，直到與灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板顏色一致為止。1.3調(diào)色過程因?yàn)橛腥N顏色基礎(chǔ)色漿，所以設(shè)計(jì)某兩個顏色組分不變，另一種顏色色漿組分進(jìn)行調(diào)整，可得到如下顏色變化趨勢。1、 紅漿和黃漿組分重量不變，調(diào)整白漿加入量保持紅漿和黃漿組分重量不變，當(dāng)白漿組分重量比由88遞減至40時，所得到的漆膜顏色由淺灰漸變至深灰。無論如何調(diào)整紅漿和黃漿的配比，當(dāng)白漿量過多時，顏色總偏淺；當(dāng)白漿量過少時，顏色總偏深黑，可見白漿量加入的多少與漆膜顏色的深淺關(guān)系最大。2、 白漿和黃漿組分重量不變，調(diào)整紅漿加入量 保持白漿和黃漿組分不變，當(dāng)紅漿組分重量比由6增加至14時，所得到的漆膜顏色由偏黃漸變至偏紅。紅漿組分

5、過少時，黃漿顯色很明顯，呈較為明顯的土黃色，紅漿過多時，紅漿反過來壓制了黃漿對漆膜外觀顏色的影響，呈現(xiàn)出偏紅色。3、 白漿和紅漿組分重量不變，調(diào)整黃漿加入量保持白色和紅漿組分重量比不變，黃漿組分重量比由1增加至4，當(dāng)黃漿的重量比為2時，與灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)顏色最為接近。表2 白漿、紅漿和黃漿數(shù)量的調(diào)整對配色效果的影響色漿調(diào)整組號各組分重量比外觀（與灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板比較）原因分析黑槽液白漿紅漿黃漿調(diào)整白漿1-19008864顏色淺灰白漿量多1-29006064顏色偏淺，偏黃/1-39005064顏色偏淺，偏黃/1-49004064顏色深灰白漿過少調(diào)整紅漿2-19006064顏色偏淺、偏土黃色紅漿略少2-2900

6、6094顏色偏淺，無明顯藍(lán)相/2-390060124顏色偏淺，無明顯藍(lán)相/2-490060144顏色偏深、偏紅紅漿稍多調(diào)整黃漿3-190055111無黃相黃漿稍少3-290055112顏色接近/3-390055113顏色偏黃，無明顯藍(lán)相黃漿稍多3-490055114顏色偏黃，無藍(lán)相黃漿稍多從表2可知調(diào)整并保持白漿量在合適的比例（如組份重量比在5060），再通過調(diào)整不同配比的紅漿和黃漿，就可以達(dá)到調(diào)色的目的。表3為色漿配比的不同對Lab數(shù)值的影響分析。表3 色漿配比的不同對Lab及E數(shù)值的影響顏色參數(shù)各組分重量比（白:紅:黃）黑電泳漆 配比1-1 配比2-2 配比2-3 配比3-3配比3-2灰藍(lán)

7、/88:6:460:9:460:12:455:11:355:11:2/L*-20.614.19.68.57.46.25.1a*8.6-1.5-0.20.61.00.80.2b*4.81.81.10.80.4-0.1-0.2E27.69.44.73.62.51.30注：各樣板漆膜的E值是以灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)色板為基準(zhǔn)板得到的從Lab數(shù)值上分析，由于白漿在調(diào)色配比中的權(quán)重最大，因此隨著白漿的減少，L參數(shù)數(shù)值下降趨勢明顯；紅漿和黃漿在調(diào)色配比中的權(quán)重較小，一方面，隨著紅色漿和黃色漿的增加，紅相和黃相有增加的趨勢，另一方面，漆膜顏色也取決于三種色漿共同的作用，即相互的顯色和遮蔽。通過以上調(diào)色試驗(yàn)，配比3-2與標(biāo)

8、準(zhǔn)灰藍(lán)最為接近，再通過反復(fù)調(diào)整得到了最終配比方案如表4。表4 最終基礎(chǔ)色漿配比各組分重量比外觀（與灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板比較）黑槽液白漿紅漿黃漿配比90053112目視與標(biāo)準(zhǔn)板無明顯差別，E1.5<2此配比下的調(diào)色后的電泳槽液制板后與灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)顏色板比較，在自然光線下和標(biāo)準(zhǔn)光源箱中比對，目視顏色無明顯差別，經(jīng)色差儀分析，E<2，滿足漆膜外觀質(zhì)量要求。2 在線混槽換色工藝研究通過調(diào)色試驗(yàn)，得到了基礎(chǔ)色漿的調(diào)色方案，進(jìn)行了影響槽液穩(wěn)定性和漆膜質(zhì)量的相關(guān)因素研究。2.1槽液固體份對混槽的影響現(xiàn)場槽液固體份越低，加入色漿混槽溢槽的風(fēng)險(xiǎn)就越小，要在保證漆膜質(zhì)量的前提下，盡量降低槽液固體份。以某黑色電泳線為

9、例，共計(jì)約150噸槽液，固體份為11，根據(jù)計(jì)算得到調(diào)整顏基比后三種色漿的加入總量見表5。表5 依照配比得到三種色漿加入總量黑色電泳線槽液固體份11.2%可用有效槽體容積165噸已有槽液量147噸需加入白、紅、黃漿總量10.8噸加入后槽液總量157.8噸165噸溢槽風(fēng)險(xiǎn)無色漿調(diào)色混槽后槽液固體分15.5%按照最終基礎(chǔ)色漿配比方案，在加入所需的白、紅、黃色漿后，可用有效槽體容積能滿足最大槽液量，無溢槽的風(fēng)險(xiǎn)；調(diào)色混槽換色后，槽液固體份由11猛增至15.5%，需確認(rèn)不同槽液固體份對漆膜性能的影響狀況，不同槽液固體份對漆膜性能的影響見表6。表6 不同槽液固體份對漆膜性能的影響槽液固體份漆膜狀況9濕態(tài)漆

10、膜水沖洗易脫落，烘干后漆膜薄且無光澤1010.5漆膜性能滿足技術(shù)要求11-15隨固體份的增加，漆膜光澤、厚度呈上升趨勢，但滿足技術(shù)要求表6的結(jié)果表明，當(dāng)槽液固體份低于10.5時，漆膜質(zhì)量不穩(wěn)定，為保證涂層質(zhì)量，槽液固體份不能低于10.5。2.2調(diào)色后槽液漆膜性能研究按表4的最佳色漿調(diào)色配比，在試驗(yàn)室調(diào)整黑色電泳漆槽液為灰藍(lán)色，進(jìn)行了槽液參數(shù)、施工性能、漆膜性能測試和槽液穩(wěn)定性能試驗(yàn)。結(jié)果表明按配比加入色漿后得到的漆膜，其性能基本滿足技術(shù)指標(biāo)，為進(jìn)一步驗(yàn)證混槽后槽液的穩(wěn)定性狀況，采用電泳槽液敞口攪拌性測定法驗(yàn)證試驗(yàn)。在試驗(yàn)周期中槽液性能穩(wěn)定，未發(fā)生顏料沉淀現(xiàn)象，穩(wěn)定性能檢測結(jié)果見表7。表7 槽液

11、穩(wěn)定性能檢測結(jié)果序號時間漆膜外觀光澤（60 ）膜厚 m色差 E1第1周漆膜平整，無變化69-7220-221.52第2周70-7220-221.73第3周71-7420-221.841個月后漆膜輕微變粗70-7421-242.1 從表7可知在1個月的槽液穩(wěn)定性試驗(yàn)中，漆膜外觀無明顯變化，只是在后期存在漆膜輕微發(fā)粗的現(xiàn)象；光澤和膜厚無差別；色差有略微的的變化，但在允許的范圍內(nèi)。3 現(xiàn)場調(diào)色混槽及實(shí)施后效果為使調(diào)色色漿在槽體中能有很好的分散性，需用原黑電泳漆槽液對調(diào)色色漿在調(diào)漆罐中進(jìn)行預(yù)分散、稀釋，并根據(jù)生產(chǎn)線的調(diào)漆灌的容積及現(xiàn)場狀況，在調(diào)色混槽換色的工作日，制定槽液換色的具體步驟以指導(dǎo)現(xiàn)場調(diào)色混槽。按換色步驟向槽液中依次加入白、黃、紅色漿，在完成預(yù)定色漿加入量后，開始進(jìn)入微調(diào)階段，即充分?jǐn)嚢韬笕〔垡簶悠愤M(jìn)行制板，并與標(biāo)準(zhǔn)樣板比色，根據(jù)實(shí)際色差少量補(bǔ)加相應(yīng)的色漿，最后再取樣制板，直至檢測色差在允許范圍內(nèi)，整個現(xiàn)場調(diào)色混槽過程在10小時內(nèi)就全部完成。在線混槽換色完成后，組織小批量樣件通過電泳槽，檢測樣件漆膜效果及連續(xù)通過時槽液穩(wěn)定性狀況，結(jié)果表明樣件整體狀況良好，產(chǎn)品漆膜由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榛宜{(lán)色，漆膜平整飽滿，色差在允許范圍內(nèi)。隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，電泳槽中的色漿同舊漆逐漸被消耗掉，按