汽车内外饰件（精选3篇）
汽车内外饰件 篇1
汽车内饰材料中挥发性成分受热后会在挡风玻璃上凝结成雾, 这种现象称为成雾性, 也称为结雾特性, 其凝结物又称冷凝组分。冷凝组分会妨碍光线透过挡风玻璃, 影响驾驶员安全驾驶。另外, 大多冷凝组分为有害的有机挥发物, 成雾性也可反映内饰材料中有机挥发物含量的高低。发达国家的汽车生产企业都针对汽车内饰材料的成雾性制定了相应标准。
20世纪70年代, 欧洲一些大的汽车厂已经开始对汽车内饰件的结雾特性进行研究, 80年代初, 德国汽车标准起草委员会及合成材料标准起草委员会联合组成“成雾性工作组”, 对成雾性的测试方法及方法的再现性进行了系统研究, 并于1992年发布了相应标准DIN75 201《Determination of the windscreen fogging characteristics of trim materials in motor vehicles》 (汽车装饰材料挡风玻璃的气雾凝结性能的测试) 。随后, 美国机动车工程师协会及国际标准化组织在DIN75201的基础上进行了部分修改, 颁布了相关标准SAE J1756及ISO6452。根据上述标准, 世界主要汽车制造企业都颁布了成雾性测定的企业标准, 并对汽车内饰件的成雾特性提出了相关要求。
1 测试原理、方法及所用的仪器和材料
1.1 测试原理
非金属材料中的挥发性成分在热作用下散发出来、进入空气, 然后冷凝、覆盖在较冷的车辆玻璃上, 因这一覆盖层难以除去, 从而阻碍了驾驶员的视线。测定时, 将直径为80±1 mm的非金属材料试样放入玻璃杯中, 在100℃的油浴中加热16 h后, 挥发组分冷凝在铝箔上, 冷凝前、后铝箔质量之差即为冷凝组分值。
1.2 药品及设备
(1) 化学试剂:邻苯二甲酸二辛酯 (DOP) 。
(2) 仪器:精度为0.01 mg的天平、带硅胶的干燥器、试验室用洗瓶。
(3) 设备:气雾-冷凝装置及其附件, 附件包括玻璃杯、金属压环、密封圈, 铝箔 (厚度为0.03 mm、直径为103 mm) 、玻璃板和滤纸 (直径大于90 mm) 。
1.3 测试方法
将预干燥好的非金属材料试样放入玻璃杯中, 用金属压环压住试样, 杯口依次用密封圈、已称重并编号的铝箔、玻璃板、滤纸和冷却板盖住 (见图1) 。将玻璃杯置于恒温器内加热16 h, 试样中的可挥发性成分开始挥发, 并凝结在盖有冷却板的铝箔上。冷凝过程结束后, 取下铝箔放入带有硅胶的干燥器中, 至少干燥4 h后将铝箔称重, 铝箔冷凝前、后的质量之差即为试样的冷凝组分值。通常标准规定内饰件的冷凝组分限值为G≤2 mg, 否则建议拒绝使用此内饰材料。
2 常见的冷凝组分不合格的内饰件及分析
2.1 常见的冷凝组分不合格的内饰件
汽车内饰件通常包括仪表板总成、地毯总成、座椅总成、转向盘总成、门护板、天窗遮阳板、衣帽架、安全带、扶手和密封条等非金属的零件及总成, 由于各内饰件的材质、性能和加工工艺的差别, 其结雾程度和冷凝组分值的差别也是很大的。
在日常试验研究中, 发现以下六大类内饰件的冷凝组分值易超过2 m g, 从而导致内饰件散发性能不合格, 其中仪表板及护板类材料冷凝组分不合格的频次最高 (见图2) , 冷凝组分不合格的内饰件的材质追溯结果及其比例见表1和图3。
2.2 冷凝组分的红外谱图分析
根据表1, 将不同材质的内饰件的冷凝产物分别进行红外谱图分析, 结果如下。
(1) PP材质内饰件冷凝成分的分析
图4的红外谱图中2 800～3 000cm-1和1 300～1 500 cm-1两处的峰表明, PP材质内饰件的冷凝成分为矿物油类 (小分子烷烃混合物) 物质。PP在加工过程中必须加入不等量的矿物油作为分散剂, 由于此类矿物油的沸点较低, 在100℃油浴中经长时间加热易挥发出来, 从而易导致PP材质内饰件冷凝组分不合格。
(2) PVC材质内饰件冷凝成分的分析
图5的1 600 cm-1处的4个峰表明析出物的结构中存在苯环结构, 2 800～3 000 cm-1处和1 750 cm-1附近的峰分别表明析出物的结构中存在烷基和羰基, 1 200 cm-1附近的峰为酯的特征峰, 由此初步推测析出物为芳酯类物质。由于PVC的加工温度高于其分解温度, 因此在加工PVC时一
般要加入一定剂量的增塑剂。加入增塑剂后, PVC塑料的玻璃化温度和流动温度均低于其分解温度, 且树脂的可塑性提高, 制品也较加增塑剂前柔软。根据PVC的链段特性及其物理性质, 一般情况下选择邻苯二甲酸二辛酯 (DOP) 做增塑剂, 这与之前的初步推测一致。
(3) EVA材质内饰件冷凝成分的分析
图6的红外谱图中3 000～3 100 cm-1处的峰和1 600～1 700 cm-1处的峰表明析出物的结构中存在烯烃结构, 1 700～1 800cm-1和1 100～1 200 cm-1处的峰表明析出物属于酯类物质。由于EVA的熔点为80～120℃, 在100℃的试验条件时, 低熔点的EVA很容易散发出来凝结在较冷的铝箔上, 这点与红外谱图反映出的信息是一致的。
(4) 沥青板冷凝成分的分析
从沥青板冷凝产物的红外谱图 (图7) 中可以看出此谱图比较简单, 只有两处 (分别为2 800～3 000cm-1和1 300～1 400 cm-1) 出现了吸收峰, 这两处的峰均为烷基峰, 因此可以断定析出物是烷烃类物质。众所周知, 沥青是提炼石油时的副产物, 是很多分子量较小的烷烃混合物, 这类烷烃混合物熔点较低, 100℃加热时极易挥发凝结在铝箔上。
3 结束语
虽然汽车内饰件数量比较多, 但很多内饰件的材质是相同的。对于冷凝组分值超过限值的内饰件可以通过以下方法找到造成其冷凝组分不合格的原因。
(1) 调查内饰件所使用的材质;
(2) 通过其材质追溯到内饰件材料的工艺和配方;
(3) 再调查内饰件材料工艺配方中各添加剂的大概加入量和挥发性能参数, 从根源上找出造成内饰件冷凝组分不合格的因素, 从而进行有效的整改。
汽车外饰件漆膜色差的影响及控制 篇2
汽车涂装主要有两个目的:防腐和装饰。近年各汽车厂家新投产的涂装线基本上都采用了目前比较先进的阴极电泳涂装工艺, 有效地保证了车身的防腐性能。于是顾客转而开始更多地关注汽车涂装的装饰性能, 对轿车涂膜的装饰性提出了越来越高的要求[1]。因此各汽车厂将汽车 (尤其是乘用车) 外观的桔皮、颗粒和色差等涂装质量的要求提到了一个前所未有的高度, 对乘用车的保险杠、门槛饰件、翼子板、扰流板、车门外手柄、后视镜和加油口盖等外饰件 (图1) 与车身漆膜颜色无偏差的控制提出了更高的要求。
如何控制好汽车外饰件的漆膜色差, 是汽车涂装工作者面临的一大挑战。目前乘用车厂流行采用仪器测量与目测相结合的方式来控制色差。一般提供1块标准颜色样板, 要求车身和塑料配件的颜色无论是目测还是仪器测量都应接近[2]该标准样板, 图2是银灰等6种汽车流行色的标准色板和待测外饰件。虽然目测法仍然是最基本、最可靠的色差控制方法, 但实现漆膜颜色数字化质量管理已成为汽车厂对车身及外饰件颜色精确评估和控制的关键技术。
2 色差的概念及测量方法
2.1 色差的概念
汽车外饰件多由不同供应商提供, 油漆材料和涂装工艺不尽相同。在整车装配完成后, 某些相邻的区域会出现颜色差异, 称之为色差。当目测法出现色差争议时, 就要用色差仪进行定量测量。先进的色差仪里面的光源一般设定为D65日光光源, 单方向 (45°) 照明, 可同时从15°、25°、45°、75°和110°这5个角度测量漆膜颜色 (图3) 。漆膜颜色的定量表征一般采用国际照明委员会CIE表色系统, 测量的原理是使单色器照射在被测样本上, 反射光通过光电管将光信号转换成电信号, 由放大器将电信号放大, 并通过电流计测量电流强度, 从而实现对被测样本反射光颜色绝对值的测量, 即CIE L*a*b*色空间 (图4) 。在该色空间中, L*为明度, +L*为白色方向, -L*为黑色方向;a*、b*为色度坐标, 其中+a*为红色方向、-a*为绿色方向, +b*为黄色方向, -b*为蓝色方向;中心为无色。
2.2 色差的测量方法
色差的测量一般采用分光测色法。首先测出待测光的光谱分布或试样的光谱反射率, 然后通过计算求出色度值。CIE L*a*b*色空间中两个色度值 (L*样品, a*样品, b*样品) 和 (L*标准, a*标准, b*标准) 之间的色差△Eab*用下式表示。
△Eab*=[ (△L*) 2+ (△a*) 2+ (△b*) 2]1/2式中, △L*=L*样品-L*标准 (明度差异) , △a*=a*样品-a*标准 (红/绿差异) , △b*=b*样品-b*标准 (黄/蓝差异) 。如△L*为正值, 说明样品颜色偏浅;△L*为负值, 则样品偏深。△a*为正值, 样品偏红;△a*为负值, 样品偏绿。△b*为正值, 样品偏黄;△b*为负值, 样品偏蓝。一般可用△E*ab评价色差, △E*ab值越小表示色差越小。
目前汽车漆膜色差的评价没有统一标准, 各厂根据自身经验进行控制。如某厂以△E*ab评价色差:漆膜颜色应与合同规定的标准色板一致, 单个角度 (如45°) 的△E*ab:△L*= (-2.0, 2.0) , △a*= (-1.0, 1.0) , △b*= (-1.0, 1.0) , △E*ab≤2.2;5个角度的△E*ab平均值<1.5即为颜色合格, 否则为不合格。
3 外饰件色差的控制
对于需与车身匹配的外饰件而言, 要满足5个角度的色差控制要求, 作者认为应该从以下6个方面开展工作。
3.1 油漆本身颜色的控制
若油漆本身颜色与标准颜色之间存在较大色差, 要在涂装线上生产出符合客户要求的产品几乎是不可能的, 喷涂方式和涂装工艺只能对油漆色相进行微调, 因此油漆本身的颜色才是最为关键的因素。具体要求:油漆供应商开发油漆时, 必须严格按5个角度控制色差, 提交给主机厂的批次板色差各参数严格控制在标准内;考虑到喷涂方式对色差有一定的影响, 检验制样应尽可能模仿在线喷涂方式。
外饰件颜色必须与车身颜色匹配, 而车身颜色批次间存在差异, 因此要求油漆供应商根据主机厂反馈的色差数据, 调整油漆色差偏向与车身漆膜一致。
3.1.1 底漆颜色的控制
浅色单色漆遮盖力普遍偏低 (基本要求干膜厚度在30μm以上) , 容易受底色影响, 造成色相相差较大, 如雪花白和柠檬黄等浅色单色漆喷深黑底漆容易偏绿、偏蓝, 这种情况可喷涂浅白色底漆来解决, 同时也可解决因膜厚偏差带来的色相差异。
3.1.2 色漆颜色的控制
色漆分为单色漆和闪光漆两大类, 闪光漆包括金属漆和珠光漆。就3种色漆的光谱特性来讲, 单色漆中的普通颜料对照射到的光基本都是漫反射;金属漆中的铝粉除了其两端为漫反射外, 基本都是镜面反射;而珠光漆中的珠光粉为半透明材料, 除了和铝粉一样两端漫反射、镜面反射外, 还有透射 (图5) 。
3.1.2. 1 单色漆
单色漆通过普通颜料粒子反射入射光。由于入射光的主体是散射光, 无随角异色效应, 因此色差易于控制。单色漆只需控制45°角的颜色, 并且喷涂设备和喷涂工艺的改变对颜色变化的影响相对其他两种油漆要小一些。需要注意的是许多浅颜色的单色漆遮盖力不好, 膜厚如果不均匀或达不到工艺要求, 将直接影响颜色走向。
3.1.2. 2 金属漆
对于金属漆而言, 当片状铝粉在漆膜中平行于底材排列时, 就像一面面小镜子。根据光的镜面反射原理, 随着观察者视角的改变, 因铝粉反射光强度的不同, 可观察到不同深浅程度的金属色感和闪烁感。金属漆中的铝粉含量和铝粉大小对明度有较大影响:铝粉含量越高、尺寸越大, 则反射率越高, 即明度越高。基于金属漆的特点, 喷涂工艺的改变会直接影响漆膜颜色的变化。因此, 对金属漆进行施工时, 要灵活掌握喷涂方式和喷涂工艺的控制。特别要注意的是, 由于铝粉排布的关系, 喷涂方式和喷涂工艺对金属漆15°角和110°角的影响较大。如不能熟练掌握金属漆的喷涂工艺, 将会影响产品明度和色相的偏差。动态式指数 (Flop Index) FI值可反映铝粉的排布状态, FI值越高, 涂膜的随角异色效果就越明显, 说明油漆金属粉的排列越整齐, 金属闪光效应越强。一般金属漆FI值在15左右。
3.1.2. 3 珠光漆
珠光漆是在油漆中添加了云母片和二氧化钛等珠光粉。当光线在折光指数不同的透明界面发生多次反射、折射、部分吸收和透射作用时, 平行的各种反射光之间互相干涉就会产生珍珠般的干涉色彩。珠光粉具有加色性, 它的加入能使着色颜料增色添辉。漆膜色差不但受膜厚的影响, 还受珠光粉定向排列的影响。纯白色和红色等珠光面漆遮盖力差、闪光效果极好, 因此膜厚不一致会引起闪光效果不一致, 从而引起色差;珠光漆色差更多的影响来自于珠光粉的含量及其定向排列方式, 因此喷涂珠光漆时, 更要特别注意喷涂方式和喷涂工艺的控制。
3.2 喷涂设备的控制
目前外饰件常用的喷涂设备有静电喷涂设备和空气喷涂设备。喷涂设备对单色漆的影响较小, 但对金属漆而言, 两种喷涂的效果存在较大差异, 高压静电的作用使得金属粉排布立体感强, 导致小角度明度易偏暗。因此为了易于控制颜色, 一般都采用静电旋杯+空气喷枪的喷涂方式;空气喷涂更为普遍, 高压空气易使油漆表面闪干加快, 造成干喷现象, 使金属粉都浮在漆膜表面, 导致小角度明度易偏亮, 一般通过调整喷涂工艺参数或改变油漆工艺来解决该问题。
3.3 喷涂工艺的控制
一般来说, 喷涂方式及涂装环境因数对明度的影响较大, 常见的影响趋势见表1。
上表所列仅是明度的变化趋势, 此外参数的变化还会导致膜厚变化、金属粉和珠光粉排布方式的变化, 从而影响到具体的色相;不同颜色会有相应的差值, 而且批次之间有差异, 每个角度的差值也是不一致的。
3.4 烘烤条件的控制
外饰件在喷涂后进入烘房烘烤时, 烘烤的时间和烘烤的温度需要严格按产品标准工艺来控制。烘烤温度过低或烘烤时间过短, 会造成漆膜不干或形成软膜;烘烤时间过长或温度过高, 会使浅颜色的油漆颜色泛黄。因此产品的烘烤条件需要严格的控制。
4 结束语
汽车外饰件的漆膜色差控制是一项非常复杂的工作。外饰件配套厂在做好内部色差控制的同时, 应定期对色差进行监控, 特别是要跟踪油漆批次更换后的色差情况, 掌握颜色的变化趋势, 紧跟车身的颜色变化。定期在室外自然光源充足的条件下, 目测评审监测装配整车后的色差问题, 以目测无色差作为标准。对有色差的部位可用值得信赖的仪器进行定量测量, 找出调整方向。必要时需要更高一级专业人员仲裁, 通过目测在标准光源下直接判定色差是否合格。
参考文献
[1]周艳云, 胡海.汽车漆膜色差的防治[J].科技信息, 2012 (6) :467-468.
汽车内饰件散发特性的试验研究 篇3
1 汽车内饰件散发特性的试验标准
汽车内饰件散发特性比较常用的试验标准主要有SAE、ISO、VDA、GM、VW、SAIC等, 详见表1。
2 汽车内饰件散发特性的试验方法
2.1 气味测试
(1) 主要的试验设备和仪器
a.高温烘箱。
b.气味瓶 (图1) 。
(2) 试验步骤
分别在3个温度条件下进行试验。
a.将试样放入气味瓶, 在瓶中加入去离子水并密封好后放入烘箱, 在 (23±2) ℃的条件下放置 (24±1) h, 取出被测试件后立即评定。
b.将试样放入气味瓶, 在瓶中加入去离子水并密封好后放入烘箱, 在 (40±2) ℃的条件下放置 (24±1) h, 取出被测试件后立即评定。
c.将试样放入气味瓶, 不加去离子水, 密封好后放入烘箱中, 在 (80±2) ℃的条件下保持2 h、冷却至 (60±5) ℃后, 对被测试件进行评定;然后在 (80±2) ℃的条件下放置30 min后再次评定。
气味测试试验必须由3个以上的试验者进行评价。一般将气味强度分为6个等级 (见表2) , 从不易察觉到无法忍受。
2.2 甲醛挥发量测试
(1) 主要的试验设备和仪器
a.分光光度计 (见图2) 。
b.分析天平。
c.高温烘箱。
d.聚乙烯测试瓶 (见图3) 。
(2) 试验步骤
一般采用乙酰丙酮分光光度法。每个样品最少取6片 (40 mm×100 mm×厚度) , 5片用于甲醛挥发量测试, 1片用于测定含水量。甲醛挥发量的测试步骤如下。
a.校正分光光度计, 绘制相应的校正曲线, 并确定校正因子。
b.用分析天平分别称重试样。
c.在聚乙烯瓶中用吸管加入50 m L的去离子水, 被测试样挥发出的甲醛会溶解在水中。
d.将放好试样的聚乙烯瓶放入烘箱, 在60℃的条件下放置3 h;取出聚乙烯瓶, 在室温下放置1 h后, 将样品取出, 去离子水保留待用。
e.样品含水量的测定:用天平称量后放入烧杯中, 在恒温箱中103℃条件下加热4 h, 冷却至室温后再称其质量。按下式计算样品含水量。
式中, H为样品含水量, %;m1为样品加热前的质量, g;m0为样品加热后的质量, g。
f.用移液管移取聚乙烯瓶中的10 m L水溶液置于带塞试管中, 加入10 m L显色剂, 混合均匀;在40℃水浴中加热15 min;避光冷却后在412 nm下用紫外分光光度计测定样品的甲醛吸光度A。
g.按下式计算甲醛挥发量。
式中, W为甲醛挥发量, μg/g;AS为试样溶液的吸光度;AB为空白溶液 (去离子水) 的吸光度;f为校正因子, μg/m L;V为试验中聚乙烯瓶中溶液的体积 (V=50 m L) ;H为样品含水量, %;m为用于测试甲醛挥发量的试样质量, g;F为固定的计算系数, F=10。
2.3 雾化测试
雾化测试可采用铝箔增重法或光泽度法。下面介绍最常用的铝箔增重法。
(1) 主要的试验设备和仪器
a.恒温水槽 (见图4) 。
b.玻璃罐 (见图5) 。
c.金属压环、铝箔、玻璃板、滤纸、冷却盘。
(2) 试验步骤
a.在玻璃罐中放入圆形试样 (直径为 (80±1) mm, 最大厚度为10 mm) , 并用金属压环压好。
b.称取铝箔的质量, 然后用铝箔密封住玻璃罐口。
c.将玻璃罐放在加热槽中, 温度保持在100℃左右, 依次在铝箔上放置玻璃板、滤纸和冷却盘。特别要注意不能弄错摆放顺序。
d.让铝箔起雾16 h。
e.取出铝箔, 在干燥器中加热3.5~4 h。
f.称量烘干后的铝箔质量。
g.按下式计算起雾量。
式中, G为起雾量, g;G1为起雾之后的铝箔质量, g;G0为起雾之前的铝箔质量, g。
2.4 总碳挥发测试
(1) 主要的试验设备和仪器
a.气相色谱仪:带有分流-不分流-进样口和火焰电离化检测器 (FID) , 见图6。
b.毛细分离管。
c.顶空取样瓶。
d.干燥箱等。
e.丙酮:色谱纯。
f.样品:剪成小碎块。
(2) 试验步骤
a.将准备好的样品放入顶空取样瓶内, 用压口钳密封瓶口。
b.将密封好的顶空瓶依次 (每两瓶之间间隔1h) 放入恒温干燥箱中, 在120℃加热5 h, 分别记录每个样品加热的起始时间;加热处理好的样品立即转入FID中进行测试。
c.空白值的计算:用空的玻璃瓶至少进行3次上述a步骤测量所得信号值的平均值。
d.绘制校正曲线, 以便对碳的总挥发量进行定量标定 (以丙酮作为总碳挥发的标定物质) 。
e.总碳挥发值按下式计算:
式中, EG为总碳挥发值, μg C/g;S总为总的峰值面积;S白为峰值面积空白值;K (G) 为丙酮标定的标定系数。
3 散发特性的限值
表3列出了散发特性的限值。如果被检测样品试验结果超过了允许的限值范围, 则应判定为不合格, 要进行相应的改进。
4 结束语
汽车乘客舱空间狭小, 且密封性良好, 有害物质容易滞留其中, 散发特性试验结果与乘员安全息息相关。若有害物质超标, 可以从材料和工艺等方面进行改进, 达到将有害物质的散发量控制在允许范围内、保障乘客健康的目的。
参考文献
[1]张志军.汽车内饰设计概论[M].北京:人民交通出版社, 2008.11:51-54.
[2]朱纯金.汽车内饰件中有害物质的检定方法[J].汽车工艺与材料, 2005, (1) :23-25.
[3]王钊桐.浅谈汽车内饰材料挥发成雾性测试[J].环境技术, 2008, (5) :35-38.