汽车金属闪光效果漆原理

2026-01-12 09:21:56

金属闪光色涂层能提供一个随角异色的漂亮外观。

当观察角度接近垂直时颜色浅,而当观察角度变大时颜色变深,这种现象被称为随角异色效应,也称为颜色变化、颜色跳跃或闪光。


提高随角异色效应可从下面四个角度入手:

  • 片状铝粉颜料间涂料基体的光散射小;

  • 表面光滑平整;

  • 片状铝粉与基材表面平行的定向排列;

  • 片状铝粉的边角光散射小,其他底色漆涂层的特殊效果是添加了干涉颜料,如珠光颜料等。


减少涂层基料的光散射,要求在不添加效应颜料的情况下通过颜料选型和分散,制成透明涂层。汽车金属闪光涂层所用的纳米彩色颜料浆是由传统的彩色颜料液与专用分散剂一起在研磨机中用非常小的磨珠制成的。然后,磨好的浆料用作制备透明度高及与金属闪光色匹配的调色浆。

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虽然数十年来在日常生产中已经实现了铝片与基材良好的平行定向排列,但并未完全弄清楚是哪些机理导致了这种好的闪光现象。


一般认为涂装后涂层收缩 是一个重要因素。然而在溶剂挥发过程中,收缩伴随着涂层黏度的升高,特别是在靠近表面部位,形成了黏度梯度。这种黏度梯度使得片状铝粉的上边缘先于下边缘被固定,从而在涂层收缩时使铝片实现理想平行排列。通常低固体分涂料可以得到较好的平行排列,有几种理论解释了片状铝粉的定向排列。


一种假设是当喷雾液滴喷出时,撞击到基材表面,溶剂挥发使涂层收缩,由此产生的流动力驱使铝粉定向排列。该假设认为,喷雾液滴必须穿透湿膜表面并撞击到基材。当高固体分清漆涂层进入烘房时,黏度迅速下降引起流动,会在一定程度上破坏定向排列,这些以及其他因素会影响定向排列。雾化、空气流动、溶剂挥发速率及喷涂时枪口和基板的距离等参数的改变都会影响片状颜料的排列,静电喷涂会大大提高上漆率,然而使用静电喷涂很难获得良好的表面平整度和金属颜料的定向排列,有人认为可能是有一些金属片平行于静电场电力线,而该电力线垂直于基材表面。


溶剂型底色漆的树脂通常是热固性丙烯酸树脂、聚酯树脂或两者的混合物,它们都可以与MF树脂(氨基树脂)交联。

聚氨酯改性的羟基聚酯也可用于底色漆,底色漆的固体分NVW范围为35%~40%。

水性底色漆通常由水稀释性丙烯酸酯、水稀释性聚酯/PU和丙烯酸乳胶与MF交联剂组成,丙烯酸乳胶和丙烯酸/聚氨酯分散体(PUD)也广泛用于水性底色漆涂料配方中,例如,由丙烯酸/PUD和MF树脂组成的底色漆配方。

水分散的羧甲基醋酸丁酸纤维素(CAB)已被证明可以缩短指触干时间,改善金属颜料的定向排列,因粘度快速上升而较少流挂,以及改善水性底色漆的流平性。

改进型CAB也应用于现代溶剂型底色漆和罩光清漆,以改善流变性和外观。也可以通过使用黏土和特殊设计的共聚物,来控制改善底色漆的剪切变稀行为。

一种MMA、BA、乙二醇二甲基丙烯酸酯和丙烯酰胺高度交联的共聚物可分散在水中,用作水性底色漆涂料的添加剂。这种丙烯酸分散体可使片铝粉很好地定向排列,并最大限度地减少溶剂型罩光清漆中的溶剂渗入,提高涂层均匀性。


水性底色漆一般在喷涂罩光清漆之前需要一个干燥过程,以使大部分的水和一部分溶剂逸出,这就增加了水性涂料涂装时的VOC排放。这一过程需仔细控制,如果太多水保留在膜层中就会在罩光清漆烘烤时逸出,导致涂层出现爆孔

底色漆通常要用旋杯喷雾器喷涂两道,以防止底色漆在喷涂罩光清漆后一起烘烤时涂层出现爆孔以及改善外观,与溶剂型底色漆相比,应用水性底色漆时的最大问题是爆孔。通常可以通过喷约10μm黑色底色漆和约15~20μm白色底色漆来遮蔽。其他颜色介于这两个极端颜色之间,水性金属底色漆的固含量NVV 20%~25%,较低,有利于片状铝粉的定向排列,不透明底色漆的固含量可以提高到25%~35%。


水性底色漆应该能在相对湿度60%左右的环境中使用。


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