不同顏色油漆試板的耐光老化性能分析

阮姮妍，李飛，鄭思維

（中汽研汽車零部件檢驗中心（寧波）有限公司，寧波 315000）

引言

汽車在使用過程中由于陽光、淋雨、溫度變化等因素會造成車漆失光、變色、粉化等老化現象[1]。氙燈老化試驗通過模擬全太陽光譜，通過改變過濾玻璃來改變透過的短波長紫外光類型，快速考核車漆的耐光老化性。

目前人們在使用汽車的過程中，對于車漆的耐光老化性關注還不夠多。本文通過兩家油漆廠家，分別制作的六種較為常見的車身顏色，通過氙燈老化試驗，監測其失光率、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 試驗準備、過程及評價方式

1.1 樣品準備

選用兩家油漆廠家，分別制作六種顏色的油漆測試樣板各3件，選擇的顏色為常見的車身顏色，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前樣品受外界環境的干擾。

1.2 試驗設備

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

1.3 測試參數

目前測試涂層老化的最佳加速方法是SAE J2527-2017[2]，該標準以性能為基礎，試驗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，其測試條件見表1（1個循環）[3]。

表1 測試條件

總試驗時間為3 000個小時，在分別運行700 h、1 400 h、2 100 h及3 000 h后對對樣品進行光澤度、色差、DOI檢測，在檢測前樣品都先至于（23±2）℃，（50±5）%RH的恒溫恒濕房中至少16 h，測試結果以3個平行樣的平均值為準。

1.4 涂層老化評價

對于涂層的老化，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變化率對其老化進行一個量化。

1.4.1 色差值

色差值為表示顏色的差別大小，用 ΔE表示。常見的測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。本次試驗選用多用于涂層的積分球色差儀（D65 ，SCI模式）。色差值越大，說明顏色變化越大。

1.4.2 失光率

光澤度是在一組幾何規定條件下對材料表面反射光的能力進行評價的物理量。測量時所選的入射角角度不同，測到的結果也不同。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 °進行測量。試驗結果為評價樣品在氙燈老化試驗前后的失光率。

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、豐滿度等的一個綜合指標。

2 試驗結論

經過3 000 h試驗后，兩家油漆廠家的六種顏色漆板檢測結果如表2所示。通過表2可知，前2 100 h不管哪種顏色的樣品，其失光率、色差及DOI變化率相對來說都比較平緩，而2 100 h之后對于耐光老化性不強的油漆顏色，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過3 000 h氙燈老化試驗后其色差、失光率及DOI變化率，可得如圖1至圖3所示的結果。通過分析圖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之后都超過了設備DOI的測量范圍而無法得出數據，DOI變化率大于10.4 %，結果較差。

表2 檢測結果

綜上所述，在經過氙燈老化試驗后，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 失光率對比

圖2 色差對比

圖3 DOI變化率對比

3 結論

綜合本文分析結果，針對六種車漆顏色，兩種廠家的試驗結果均為紅色及白色的樣品結果較差。說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來說基本比油漆廠家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。