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金属闪光色彩的流行
消费者喜欢他们汽车闪闪发光,能够产生这种独特色彩的特性颜料正在逐步流行。不过要克服环境和工艺的限制,满足消费者日渐增长的新需求,却是一项挑战。本文讨论目前铝颜料面临的问题,以及涂料制造商开发新型涂料遇到的限制。

是色彩销售了汽车――闪光色彩从来没有现在这么流行。银色,是各种闪光色彩之王,已经连续五年位列榜首。即使银色的流行会停止,人们对于闪光色彩的爱好仍将继续。从明亮、闪光、鲜艳的色彩,到更柔和、更微妙的效果,全球对于金属色彩的需求从来没有现在这么大。尽管今天“技术银”的号召力正在下降,使用高级铝颜料的灰色、蓝色还有棕色闪光色彩,正在逐步取代其领先位置。新型闪光涂料的流行和需求正在达到新的高峰,这推动了新品在外观和性能方面的研究开发。需求繁荣的背后,对于涂料配方师以及涂料制造商来说,他们正面对各种复杂的环保法规限制。不过,他们仍将继续推出新品,以满足消费者对于个性的需求。
最近几年,限制铝粉新品开发的最大问题来自两个方面,一是环保问题,二是成本问题。在以前低固含量涂料时代,几乎80%的体积都排放到了空气中,这时代终于一去不复返了。现在不仅要消灭低固含量的配方,还要改进施工工艺,把几乎全部的涂料都粘合到基材表面上,把过喷涂料降到最低。这对于环保十分重要,不过也对闪光涂料的性能提出了新的挑战。
最佳闪光涂料效果
讨论闪光金属涂料面临的美学挑战之前,回顾一下有利于优化外观的涂料性质,是十分重要的。第一,闪光金属涂料的优化主要是针对高质量、精心设计的铝粉颜料。现在汽车OEM工厂里使用的几乎全都是双凸形形状的铝粉,这种颜料不仅表面光滑,而且粒径分布窄。由于具有这种特点,就使得涂料更加“耐用”,或者说抗老化能力更强。这两个特性结合起来,不仅使涂料更加美观,而且性能优良。另一个关键问题,就是通过控制施工工艺,优化鳞片颜料的方向性。颜料的方向必须平行涂层表面和基材,这样才能得到闪光金属涂料特有的“正面亮度”,并创造出金属闪光涂料梦寐以求的“漂移”效果。
优化涂料外观时受到以下因素限制:
涂料发展的环保化大趋势
以及生产线的工艺改进

环保涂料的大趋势并不是今天才开始的,VOC方面的立法大大推动了这个趋势。提高汽车涂料的固含量,大力推广水性涂料,都已经得到了法律的大力提倡,不过仍有很多工作需要完成。实际上,100%固体涂料(粉末涂料)正在得到重视,很多汽车配件都使用了粉末涂装。这两个趋势,高固含量和水性化,正促进铝粉颜料制造厂商开发性能更好的产品,以便克服遇到的困难。
高固含量的涂料使用的溶剂少,涂膜也不发生收缩,这对于鳞片颜料的方向性不利。Silberline公司宣布,正在开发具有亮度更好、并且金属迁移性更佳的新级别颜料,新产品的品牌是超级闪光银,(Sparkle Silver Ultra)这种新级别的颜料双凸表面更光滑,粒径分布极窄。
改进鳞片的外观有助于解决高固含量涂料的外观缺陷问题,不过对于粉末涂料这种完全固体的涂料来说,则对于鳞片的方向性提出了最严重的问题。由于不使用溶剂,鳞片颜料很难在施工后迁移,也很难按照需要的方向排列。最新的研究正在围绕这个问题展开,主要的课题是改变鳞片表面的化学特性。通过在鳞片表面附加聚合物,可以与粉末涂料形成一种新的互动关系,最终提高涂料的外观和性能。如果能使用粉末涂料创造出一种新型的,不同于溶剂金属闪光涂料的效果,那么这将是涂料界一个里程碑式的重大成功。
水性涂料则对鳞片颜料制造商提出了完全不同的问题,其中最值得关注的就是克服产生氢气的问题。尽管铝是一种不容易反应的颜料,但是在水性体系中,会发生反应并最终导致涂装失败。找到一种防止反应的方案已经成为汽车涂料优先需要解决的问题。
汽车工业的颜料制造商和涂料制造商,已经开发出了完整系列的产品,从有机磷化合物产品(Aqua Paste品牌)到无机表面处理剂(SilBer Cotes品牌)。另外,还开发了预钝化处理的颜料,以及在涂装过程中进行实际钝化的产品(现场钝化)。总体来说,可以接受的水性闪光金属涂料已经研发出来,并且正在继续推出,更多研究主要集中在性能改善方面。处于环保考虑,全球的汽车OEM涂料制造商正在积极推进这项技术。德国在这一方面处于领先地位,那里80%的汽车底漆都使用水性涂装。
除了环保方面的考虑,连续化生产工艺则从另外一个角度对铝粉颜料提出了新的挑战。现代汽车工厂的实际生产工艺都是连续化的,这主要是出于成本考虑,不过这也对涂装提出了新的问题。今天的主要问题就是怎样更智能化,更迅速,更有效。控制成本的工作,也包括了提高涂料使用效率,加快车体涂装速度,以及保证更多涂料能涂装在基材上面。
上个世纪八十年代中期,一种施工问题大大影响了汽车涂装业。金属闪光涂料在从一辆车到另一辆车的涂装过程中,发生了一种严重问题。在涂装施工之前,涂料就改变了,并对涂料色彩产生了负面影响。研究证明铝粉鳞片在涂料供应循环中被损坏了,循环的时间越长,色彩的改变越严重。生产线的速度越快,供料泵和调节器对鳞片的损害就越严重,结果涂料的色彩变化就越严重。
到了1986年晚些时候,Silberline集中了各种资源来搞清和解决这个问题。在调查清楚很多个鳞片参数之后,最终的解决方案就是,重新开发一种新型的,更坚固耐用的鳞片颜料,这就是我们所说的Tufflake品牌产品。这项技术来自于产品危机,但最终成功解决了客户的实际问题。尽管技术不是完美无缺,但涂装过程中的变色问题大大减轻了。由于有了这项技术,并且由于涂装施工对于解决变色问题的需求不断上升,一种不变色的鳞片正变得原来越受欢迎。尽管在欧洲,这种产品不如在北美自由贸易区那么流行,对于不变色颜料的需求总是存在的,全球技术的进步正是我们期望。
最近一段时间,金属闪光涂料面临的最大难题在于,如何应对100%静电喷涂底漆的施工。这种施工不能在基材上喷太多的液体涂料,因为这不够环保,同时也不利于成本控制。最近几年,典型的汽车底漆涂装工艺主要是静电喷涂第一层,空气辅助喷涂第二层。传统的喷气涂装需要对鳞片进行定向,以便获得更好的金属闪光效果。不过空气喷涂效率较低,这也是众多汽车涂装工厂转向静电喷涂工艺的原因。典型的产品有Turbo bell品牌。常用的还包括bell/bell品牌。这项技术在北美自由贸易区开展的不错,并即将在全球推广。
bell/bell品牌的产品,给施工带来的好处多于坏处,不过对于颜料和涂料制造商可是一个坏消息。涂装转移效率高意味着需要更少的涂料,而这种工艺涂装的效果却很糟糕。色彩转变剧烈,通常几乎呈镜面角度剧烈变暗。
要解决这个涂装问题,可能需要更多的科学研究。今天,已经有了好几种理论涉及这个变色问题。最常见的理论说这是由于颜料没有方向性所致。其他理论包括了鳞片损伤,鳞片最终停留的位置等等。尽管所有的颜料和涂料供应商还没有对此下最后结论,不过需要改进色彩是确凿无疑的。Silberline最近已经在策划研究这个现象,开发出新解决方案。
消费者对于新型金属闪光涂料的需求正推动我们不断开发产品和克服目前的挑战。尽管不断有新的困难冒出来,Silberline以及其他特效颜料制造商,将继续为消费者提供超乎想象,激动人心的新产品。