不同顏色油漆試板的耐光老化性能分析

阮?yuàn)?，李飛，鄭思維

（中汽研汽車零部件檢驗(yàn)中心（寧波）有限公司，寧波 315000）

引言

汽車在使用過(guò)程中由于陽(yáng)光、淋雨、溫度變化等因素會(huì)造成車漆失光、變色、粉化等老化現(xiàn)象[1]。氙燈老化試驗(yàn)通過(guò)模擬全太陽(yáng)光譜，通過(guò)改變過(guò)濾玻璃來(lái)改變透過(guò)的短波長(zhǎng)紫外光類型，快速考核車漆的耐光老化性。

目前人們?cè)谑褂闷嚨倪^(guò)程中，對(duì)于車漆的耐光老化性關(guān)注還不夠多。本文通過(guò)兩家油漆廠家，分別制作的六種較為常見(jiàn)的車身顏色，通過(guò)氙燈老化試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)其失光率、色差值及DOI的變化，分析不同顏色的油漆試板的耐光老化性。

1 試驗(yàn)準(zhǔn)備、過(guò)程及評(píng)價(jià)方式

1.1 樣品準(zhǔn)備

選用兩家油漆廠家，分別制作六種顏色的油漆測(cè)試樣板各3件，選擇的顏色為常見(jiàn)的車身顏色，分別為銀色、黑色、白色、棕色、金色、紅色，油漆工藝為底漆+色漆+清漆。樣品在測(cè)試前先至于（23±2） ℃，（50±5） %RH的恒溫恒濕房中24 h，此操作是為了減少試驗(yàn)前樣品受外界環(huán)境的干擾。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

氙燈老化試驗(yàn)箱（CI4000；ATLAS）、三角度光澤度計(jì)（BYK；PLCGLOSS 503）、分光色差儀（SP60；X-rite）、桔皮儀（AW-4824；BYK）

1.3 測(cè)試參數(shù)

目前測(cè)試涂層老化的最佳加速方法是SAE J2527-2017[2]，該標(biāo)準(zhǔn)以性能為基礎(chǔ)，試驗(yàn)條件綜合模擬了光照、淋雨、白晝交替等各種影響老化的因素，其測(cè)試條件見(jiàn)表1（1個(gè)循環(huán)）[3]。

表1 測(cè)試條件

總試驗(yàn)時(shí)間為3 000個(gè)小時(shí)，在分別運(yùn)行700 h、1 400 h、2 100 h及3 000 h后對(duì)對(duì)樣品進(jìn)行光澤度、色差、DOI檢測(cè)，在檢測(cè)前樣品都先至于（23±2）℃，（50±5）%RH的恒溫恒濕房中至少16 h，測(cè)試結(jié)果以3個(gè)平行樣的平均值為準(zhǔn)。

1.4 涂層老化評(píng)價(jià)

對(duì)于涂層的老化，最直觀的感受為顏色、光澤、表面平滑度的變化。因此分別選用色差值、失光率、DOI變化率對(duì)其老化進(jìn)行一個(gè)量化。

1.4.1 色差值

色差值為表示顏色的差別大小，用 ΔE表示。常見(jiàn)的測(cè)試色差方式有三種色差儀，分別為45 °/0 °色差儀、積分球式8 °/d色差儀及多角度色差儀。本次試驗(yàn)選用多用于涂層的積分球色差儀（D65 ，SCI模式）。色差值越大，說(shuō)明顏色變化越大。

1.4.2 失光率

光澤度是在一組幾何規(guī)定條件下對(duì)材料表面反射光的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)的物理量。測(cè)量時(shí)所選的入射角角度不同，測(cè)到的結(jié)果也不同。入射角越大，鏡面反射率越大，光澤越高。常用的角度為20 °、60 °、85 °，而車身涂層為高光澤材料，故選用20 °進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果為評(píng)價(jià)樣品在氙燈老化試驗(yàn)前后的失光率。

1.4.3 DOI

DOI即為鮮映性，指涂膜表面反映影像（或投影）的清晰程度，是光澤、平滑度、豐滿度等的一個(gè)綜合指標(biāo)。

2 試驗(yàn)結(jié)論

經(jīng)過(guò)3 000 h試驗(yàn)后，兩家油漆廠家的六種顏色漆板檢測(cè)結(jié)果如表2所示。通過(guò)表2可知，前2 100 h不管哪種顏色的樣品，其失光率、色差及DOI變化率相對(duì)來(lái)說(shuō)都比較平緩，而2 100 h之后對(duì)于耐光老化性不強(qiáng)的油漆顏色，其失光率、色差及DOI變化率都急速增加。

為了更加直觀地比較兩家油漆廠家的六種顏色樣品經(jīng)過(guò)3 000 h氙燈老化試驗(yàn)后其色差、失光率及DOI變化率，可得如圖1至圖3所示的結(jié)果。通過(guò)分析圖1，可知兩家油漆廠家制作的不同顏色的樣品中，紅色樣品的失光率都為最高，其次為黑色樣品。而其他四種顏色的失光率兩家油漆廠家都相差不大。通過(guò)分析圖2，兩家油漆廠家的白色樣品色差最大，其次為紅色樣品。分析圖3，兩家油漆廠家的紅色樣品的DOI變化率最大，其次為棕色樣品。其中油漆廠家1的紅色樣品2 100 h之后都超過(guò)了設(shè)備DOI的測(cè)量范圍而無(wú)法得出數(shù)據(jù)，DOI變化率大于10.4 %，結(jié)果較差。

表2 檢測(cè)結(jié)果

綜上所述，在經(jīng)過(guò)氙燈老化試驗(yàn)后，紅色在所有的顏色中最終的失光率及DOI變化率都最高，色差相比于白色變化雖然較小，但在這六種顏色中其漆膜老化最快，最影響外觀。而白色由于色差變化較大，對(duì)外觀的影響也還是較為明顯。所以這六種顏色的油漆試板，白色及紅色的相較于其他顏色，耐光老化性能較弱。

圖1 失光率對(duì)比

圖2 色差對(duì)比

圖3 DOI變化率對(duì)比

3 結(jié)論

綜合本文分析結(jié)果，針對(duì)六種車漆顏色，兩種廠家的試驗(yàn)結(jié)果均為紅色及白色的樣品結(jié)果較差。說(shuō)明白色及紅色相比于其他顏色耐光老化性能較差，但是兩家油漆廠家相比較而言，油漆廠家2的所有油漆耐光老化性相對(duì)來(lái)說(shuō)基本比油漆廠家1好。建議油漆廠家可著重研究白色及紅色的油漆工藝以提高其耐光老化性能。