0前言
用于漆液循环系统中的泵的类型(叶轮、离心或活塞式)决定水性金属漆中颜料经受的机械和剪切降解的程度。降解的可视效果使汽车涂装外观会发生很大变化。我们也通过多角分光光度计来测量叶轮泵和离心泵初始金属闪光涂装双色效应类似量的降解,在叶轮泵作用下随着时间延长降解程度大大增加。活塞泵引起涂料降解的程度最小,具有开放式叶轮的离心泵表现类似于具有密闭叶轮的离心泵。
金属漆涂装的双色效果很大程度上影响汽车的整体外观,经过多年的发展,消费者逐渐认同汽车的整体外观是对质量和技艺的反应。因而,应该注重金属涂装时发生的降解对外观性能的影响。
汽车制造商、涂料配方设计人员和施工设备供应商已提出许多假设来解释金属面漆外观的变化,从操作错误和漆液不连续到静电喷涂工艺等原因,这些假设决定涂膜视觉变化,甚至漆液循环系统也已被怀疑使漆液性能变差。
“降解”一词广义上描述为金属涂装最终外观的变化,这可能产生于漆液施工前、施工过程中和施工后(耐候),本文的“降解”单指由漆液循环系统引起的金属面漆的外观性能的变化。
本文描述循环系统对水性金属闪光漆最终外观的影响,模拟汽车制造厂漆液循环的实验室试验用于评估各种泵的类型对漆膜外观的影响,分光光度计用于量化产生于每个实验室的试验的金属漆的光学性能。
1实验
选作循环试验用的金属闪光底色漆是含铝粉和云母的水性丙烯酸氨基配方(Aqua,HWB47250,PPG工业公司),在评价任何外观性能之前涂装一种丙烯酸清漆(DiamondCoat,DCT5000,PPG工业公司)到金属底色漆上。
1.1循环系统

用于每一实验室试验的漆液循环系统(图1)含一装备有低剪搅拌的混合槽(GracoLSA)、不锈钢管(直径1英寸)、泵、流量计、套式热传递绕组、控制压力的限制管和低剪切回压调整器(GracoLSBPR),在泵的入口和出口测量温度和压力,每个实验室系统之间惟一的差别就是所使用泵的类型不同。
第一个试验设计成隔离由循环管线(Run1a)引起的漆液降解和由各种泵引起的漆液变差的低剪切回压调整器(Run1b)(表1)。这些系统控制试验用2个压力点控制流体500次通过系统循环。
表1 用于循环试验的泵的描述
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Run 编号 |
泵 |
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1a ~b |
压力点(背景或控制试验) |
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2 |
活塞泵 3 : 1King , Graco 公司 |
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3 |
离心泵,开放式轮( 9- 阶段, Imperial 型, Graco 公司) |
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4 |
离心泵,密闭式 9- 阶段, Imperial 改进型, Graco 公司) |
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5 |
叶轮泵(型号 60 , Waukesha ) |
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6 |
活塞泵( 4 : 1 Glutton , Graco 公司) |
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7 |
叶轮泵(型号 60 , Waukesha ,用新漆重复运行 5 次) |
在每个试验中,系统送45加仑漆,系统槽中的漆用425r/min低剪切搅拌混合,从初始试验和实验完成后作评估的系统中取漆样,实验在漆液通过整个系统500次后完成。500次交变代表汽车制造厂经历的最差情况(循环系统在约1周时间内不进行补给)。