電泳漆在線混槽、換色的研究及應(yīng)用

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(guò)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(guò)在線調(diào)整不同顏色根底色漿混槽，在短時(shí)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(zhǎng)期以來(lái)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，底盤零件開場(chǎng)出現(xiàn)其它顏色電泳漆涂層。對(duì)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(guò)顏色漸變到達(dá)更新顏色的目的。前者不僅會(huì)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(shí)處理不當(dāng)，會(huì)帶來(lái)很大的環(huán)境壓力；后者置換周期過(guò)長(zhǎng)〔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(guó)產(chǎn)黑色電泳漆材料為研究對(duì)象，通過(guò)調(diào)整不同顏色的根底色漿混入原始槽液中，開發(fā)在線混槽換色工藝，在短時(shí)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)在CIE顏色體系中，L*參數(shù)代表亮度，另外兩個(gè)顏色參數(shù)，a*表示從綠相過(guò)渡到紅相，b*表示從藍(lán)相過(guò)渡到黃相。例如參加白色漿可提高L*值；參加紅色漿可提高a*值，但稍微會(huì)降低L*和b*值，紅色漿可以壓制漆膜變黃；參加黃色漿可適當(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*a*b*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(shí)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(guò)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參加到黑電泳漆槽液中，攪拌充分后，然后按技術(shù)條件進(jìn)展電泳，烘干，冷卻，制得漆膜顏色板后及灰藍(lán)顏色標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)展比色，判斷調(diào)色的效果。如有差異，再調(diào)整各個(gè)色漿的用量，直到及灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板顏色一致為止。1.3調(diào)色過(guò)程因?yàn)橛腥N顏色根底色漿，所以設(shè)計(jì)某兩個(gè)顏色組分不變，另一種顏色色漿組分進(jìn)展調(diào)整，可得到如下顏色變化趨勢(shì)。紅漿和黃漿組分重量不變，調(diào)整白漿參加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(shí)，所得到的漆膜顏色由淺灰漸變至深灰。無(wú)論如何調(diào)整紅漿和黃漿的配比，當(dāng)白漿量過(guò)多時(shí)，顏色總偏淺；當(dāng)白漿量過(guò)少時(shí)，顏色總偏深黑，可見白漿量參加的多少及漆膜顏色的深淺關(guān)系最大。白漿和黃漿組分重量不變，調(diào)整紅漿參加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(shí)，所得到的漆膜顏色由偏黃漸變至偏紅。紅漿組分過(guò)少時(shí)，黃漿顯色很明顯，呈較為明顯的土黃色，紅漿過(guò)多時(shí)，紅漿反過(guò)來(lái)壓制了黃漿對(duì)漆膜外觀顏色的影響，呈現(xiàn)出偏紅色。白漿和紅漿組分重量不變，調(diào)整黃漿參加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(shí)，及灰藍(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(duì)配色效果的影響色漿調(diào)整組號(hào)各組分重量比外觀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(guò)少調(diào)整紅漿2-19006064顏色偏淺、偏土黃色紅漿略少2-29006094顏色偏淺，無(wú)明顯藍(lán)相/2-390060124顏色偏淺，無(wú)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(wú)黃相黃漿稍少3-290055112顏色接近/3-390055113顏色偏黃，無(wú)明顯藍(lán)相黃漿稍多3-490055114顏色偏黃，無(wú)藍(lán)相黃漿稍多從表2可知調(diào)整并保持白漿量在適宜的比例〔如組份重量比在50~60〕，再通過(guò)調(diào)整不同配比的紅漿和黃漿，就可以到達(dá)調(diào)色的目的。表3為色漿配比的不同對(duì)Lab數(shù)值的影響分析。表3色漿配比的不同對(duì)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)/88:6:460:9:460:12:455:11:355:11:2/L*a*b*△E0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(shì)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(shì)，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(guò)以上調(diào)色試驗(yàn)，配比3-2及標(biāo)準(zhǔn)灰藍(lán)最為接近，再通過(guò)反復(fù)調(diào)整得到了最終配比方案如表4。表4最終根底色漿配比各組分重量比外觀〔及灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)板比擬〕黑槽液白漿紅漿黃漿配比90053112目視及標(biāo)準(zhǔn)板無(wú)明顯差異，△E＝1.5<2此配比下的調(diào)色后的電泳槽液制板后及灰藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)顏色板比擬，在自然光線下和標(biāo)準(zhǔn)光源箱中比對(duì)，目視顏色無(wú)明顯差異，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(guò)調(diào)色試驗(yàn)，得到了根底色漿的調(diào)色方案，進(jìn)展了影響槽液穩(wěn)定性和漆膜質(zhì)量的相關(guān)因素研究?，F(xiàn)場(chǎng)槽液固體份越低，參加色漿混槽溢槽的風(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參加總量見表5。表5依照配比得到三種色漿參加總量黑色電泳線槽液固體份%可用有效槽體容積165噸已有槽液量147噸需參加白、紅、黃漿總量參加后槽液總量噸＜165噸溢槽風(fēng)險(xiǎn)無(wú)色漿調(diào)色混槽后槽液固體分%按照最終根底色漿配比方案，在參加所需的白、紅、黃色漿后，可用有效槽體容積能滿足最大槽液量，無(wú)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(duì)漆膜性能的影響狀況，不同槽液固體份對(duì)漆膜性能的影響見表6。表6不同槽液固體份對(duì)漆膜性能的影響槽液固體份漆膜狀況9％濕態(tài)漆膜水沖洗易脫落，烘干后漆膜薄且無(wú)光澤10％10.5％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(shì)，但滿足技術(shù)要求表6的結(jié)果說(shuō)明，當(dāng)槽液固體份低于10.5％時(shí)，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％。按表4的最正確色漿調(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)展了槽液參數(shù)、施工性能、漆膜性能測(cè)試和槽液穩(wěn)定性能試驗(yàn)。結(jié)果說(shuō)明按配比參加色漿后得到的漆膜，其性能根本滿足技術(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(cè)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(cè)結(jié)果見表7。表7槽液穩(wěn)定性能檢測(cè)結(jié)果序號(hào)時(shí)間漆膜外觀光澤〔60

〕膜厚μm色差△E1第1周漆膜平整，無(wú)變化69-7220-222第2周70-7220-223第3周71-7420-2241個(gè)月后漆膜輕微變粗70-7421-24從表7可知在1個(gè)月的槽液穩(wěn)定性試驗(yàn)中，漆膜外觀無(wú)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(wú)差異；色差有略微的的變化，但在允許的范圍內(nèi)。3現(xiàn)場(chǎng)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(duì)調(diào)色色漿在調(diào)漆罐中進(jìn)展預(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(chǎng)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(chǎng)調(diào)色混槽。按換色步驟向槽液中依次參加白、黃、紅色漿，在完成預(yù)定色漿參加量后，開場(chǎng)進(jìn)入微調(diào)階段，即充分?jǐn)嚢韬笕〔垡簶悠愤M(jìn)展制板，并及標(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(cè)色差在允許范圍內(nèi)，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)色混槽過(guò)程在10小時(shí)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(guò)電泳槽，檢測(cè)樣件漆膜效果及連續(xù)通過(guò)時(shí)槽液穩(wěn)定性狀況，結(jié)果說(shuō)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)展，電泳槽中的色漿同舊漆逐漸被消耗掉，按照正常的生產(chǎn)消耗補(bǔ)