不同颜色油漆试板的耐光老化性能分析

2020-07-09阮姮妍李飞郑思维

环境技术 2020年3期

关键词：老化试验色差变化率

阮姮妍，李飞，郑思维

（中汽研汽车零部件检验中心（宁波）有限公司，宁波 315000）

引言

汽车在使用过程中由于阳光、淋雨、温度变化等因素会造成车漆失光、变色、粉化等老化现象[1]。氙灯老化试验通过模拟全太阳光谱，通过改变过滤玻璃来改变透过的短波长紫外光类型，快速考核车漆的耐光老化性。

目前人们在使用汽车的过程中，对于车漆的耐光老化性关注还不够多。本文通过两家油漆厂家，分别制作的六种较为常见的车身颜色，通过氙灯老化试验，监测其失光率、色差值及DOI的变化，分析不同颜色的油漆试板的耐光老化性。

1 试验准备、过程及评价方式

1.1 样品准备

选用两家油漆厂家，分别制作六种颜色的油漆测试样板各3件，选择的颜色为常见的车身颜色，分别为银色、黑色、白色、棕色、金色、红色，油漆工艺为底漆+色漆+清漆。样品在测试前先至于（23±2） ℃，（50±5） %RH的恒温恒湿房中24 h，此操作是为了减少试验前样品受外界环境的干扰。

1.2 试验设备

氙灯老化试验箱（CI4000；ATLAS）、三角度光泽度计（BYK；PLCGLOSS 503）、分光色差仪（SP60；X-rite）、桔皮仪（AW-4824；BYK）

1.3 测试参数

目前测试涂层老化的最佳加速方法是SAE J2527-2017[2]，该标准以性能为基础，试验条件综合模拟了光照、淋雨、白昼交替等各种影响老化的因素，其测试条件见表1（1个循环）[3]。

表1 测试条件

总试验时间为3 000个小时，在分别运行700 h、1 400 h、2 100 h及3 000 h后对对样品进行光泽度、色差、DOI检测，在检测前样品都先至于（23±2）℃，（50±5）%RH的恒温恒湿房中至少16 h，测试结果以3个平行样的平均值为准。

1.4 涂层老化评价

对于涂层的老化，最直观的感受为颜色、光泽、表面平滑度的变化。因此分别选用色差值、失光率、DOI变化率对其老化进行一个量化。

1.4.1 色差值

色差值为表示颜色的差别大小，用 ΔE表示。常见的测试色差方式有三种色差仪，分别为45 °/0 °色差仪、积分球式8 °/d色差仪及多角度色差仪。本次试验选用多用于涂层的积分球色差仪（D65 ，SCI模式）。色差值越大，说明颜色变化越大。

1.4.2 失光率

光泽度是在一组几何规定条件下对材料表面反射光的能力进行评价的物理量。测量时所选的入射角角度不同，测到的结果也不同。入射角越大，镜面反射率越大，光泽越高。常用的角度为20 °、60 °、85 °，而车身涂层为高光泽材料，故选用20 °进行测量。试验结果为评价样品在氙灯老化试验前后的失光率。

1.4.3 DOI

DOI即为鲜映性，指涂膜表面反映影像（或投影）的清晰程度，是光泽、平滑度、丰满度等的一个综合指标。

2 试验结论

经过3 000 h试验后，两家油漆厂家的六种颜色漆板检测结果如表2所示。通过表2可知，前2 100 h不管哪种颜色的样品，其失光率、色差及DOI变化率相对来说都比较平缓，而2 100 h之后对于耐光老化性不强的油漆颜色，其失光率、色差及DOI变化率都急速增加。

为了更加直观地比较两家油漆厂家的六种颜色样品经过3 000 h氙灯老化试验后其色差、失光率及DOI变化率，可得如图1至图3所示的结果。通过分析图1，可知两家油漆厂家制作的不同颜色的样品中，红色样品的失光率都为最高，其次为黑色样品。而其他四种颜色的失光率两家油漆厂家都相差不大。通过分析图2，两家油漆厂家的白色样品色差最大，其次为红色样品。分析图3，两家油漆厂家的红色样品的DOI变化率最大，其次为棕色样品。其中油漆厂家1的红色样品2 100 h之后都超过了设备DOI的测量范围而无法得出数据，DOI变化率大于10.4 %，结果较差。