涂料与调色的理论探讨

一、涂料的基本知识

1.汽车涂料的发展历史与趋势

在1924年前，所有涂装工作都是使用油制涂料，就是把烟尘、轻煤或其他颜料与树脂混合，这类涂料需要一个月时间才可以完成涂装工作。第二次世界大战前，硝基漆替代了油制涂料，硝基漆最大的好处是干燥快、使用简单(图4－1)。

图4－1　涂料的演变

第二次世界大战后，醇酸合成树脂的油漆也开始广泛使用，这种油漆的特点是覆盖性良好，不需要抛光也可以得到良好的光泽，而且耐天气的性能非常好。

单组分的丙烯风干漆在20世纪70年代前也相当受喷漆工人所喜爱，它不但干燥快、使用简单，而且光泽和耐天气性能都比硝基漆好。

20世纪70年代也是汽车维修油漆一个重大发展的年代，双组分的聚氨基丙烯油漆使汽车维修喷漆起了重大的变化，无论是在喷漆设备、工艺还是效果方面都有了一大突破，也成为汽车维修喷漆的主要材料。它的光泽、耐天气性能与原厂汽车生产的油漆极为相似，在欧洲，这类油漆差不多占有了整个市场。

随着欧洲及美洲意识到大量溶剂排放对生态的影响，水性油漆应用的要求越来越大，通过立法和控制，溶剂性油漆的用量在未来会逐渐减少，而水溶性的漆料将会代替溶剂性的漆料。

油漆的发展日新月异，作为汽车漆面修补的维修人员，不仅要懂得如何使用现有的油漆，同时也要洞悉油漆的发展趋势，以提高自己的竞争力。

2.涂料的基本知识

涂料是一种含颜料或不含颜料的有机分子胶体的混合物溶液或粉末。涂料涂装在物体的表面上能结成较为牢固的膜层，通常被称为油漆。

涂装的目的:保护的作用，美观的作用，识别的作用。

下面介绍一些基本术语。

(1)腐蚀。

当金属和周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的材料性能的退化与破坏，叫作金属的腐蚀。

(2)电镀。

电镀是利用电解原理将一种金属或多种金属镀到另一种金属表面上的过程。

(3)涂装。

涂装是在金属的表面均匀喷涂上防腐材料和油漆的过程，作用有防腐和装饰。

(4)油漆(涂料)。

涂料是一种流动状态或粉末状态的有机物质，将其涂布在物体表面上能干燥固化形成一层薄膜，均匀地覆盖和良好地附着在物体表面。涂料由4部分组成:树脂(成膜物质)、颜料、溶剂和添加剂(图4－2)。涂料的分类方法很多，按照用途分为木器涂料、建筑涂料、工业涂料等；按照工序可分为底漆、腻子、二道漆、面漆；按照涂料专用效果则可以分为绝缘漆、防腐漆等。

图4－2　油漆涂料的组成

①树脂:树脂是形成漆膜的主要物质成分，它决定了漆膜的主要性能(表4－1)。它在涂料储存期间内性能稳定，不发生明显的物理或化学变化。在施工后，树脂和颜料一起形成固化漆膜。树脂一般为天然油脂、天然树脂和合成树脂。

表4－1　组成涂料的主要成分

续表

②颜料:颜料是涂料固化成膜的另一个主要成分，颜料呈现颜色，遮盖底层是它的基本功能。除此以外，在某些特定要求下，颜料具有防腐、防污、增强机械性能、提高耐久性或其他功能。

③溶剂:它溶解成膜物质，并将涂料黏度降低，使其适合于施工操作。溶剂的性能可以通过以下几个方面进行评价:溶解能力、挥发速率、折光指数、闪点和毒性。常用的溶剂有信那水。

④添加剂:助剂在涂料中的含量很少，但是它在涂料中对改善涂料的性能、保证涂装品质起着重要的作用。它有以下几个品种:催干剂、防霉剂、固化剂、紫外线吸收剂、悬浮剂、流平剂、柔软剂和消光剂等。

a.催干剂:这是一种能够加速漆膜干燥的物质，对于干性油膜的吸氧、聚合起着类似催化的作用。

b.固化剂:固化剂是在涂装修补中最常用的辅助材料，有的也可以作为成膜物质。它与涂料中的树脂混合后进行固化交联反应，或引发树脂进行固化反应。

c.流平剂:一般为一些高沸点溶剂，在喷涂施工后，低沸点溶剂挥发，高沸点溶剂滞留于油漆涂膜内，延长漆膜润湿时间，促使漆膜舒展平整。

(5)涂料的命名。

可用下列公式表示:

涂料的命名＝颜色或颜料的名称＋成膜物质的名称＋基本名称

例如:铁红醇酸底漆、白丙烯酸磁漆等。

(6)涂料的代号。

随着越来越多的国际品牌的汽车进入国内市场，汽车涂料的代号也随之发生了很多变化，很多厂家的相同涂料采用不同的代号。这需要漆面修复人员在工作中针对不同车型来选用供应商提供的不同代号的涂料。

(7)涂层。

涂层是将底漆、腻子、面漆、罩光漆按照一定的比例和顺序喷涂在汽车金属表面的一系列工作。在汽车漆面修复作业中，各种不同的车辆涂层的类别不一样，有着不同的分级标准和技术要求，一般可分为装饰性涂层和保护性涂层。

(8)底漆。

油漆系统的第一层，喷涂在底材表面，可提高面漆的附着力。喷涂时要考虑到底材的处理、耐水性、工具的施工性能等。

(9)原子灰(腻子)。

腻子是在成膜物质(树脂)中加入适量的颜料、催干剂和溶剂调制而成的一种厚浆状物质，具有容易干燥、涂施方便、干后坚硬、能耐砂磨等特点。腻子的主要作用是改善车身构件表面的平整度，使涂层表面光滑。合理使用腻子是汽车涂装修复作业一项非常重要的工作。

腻子是中间涂层，要求其与底漆面漆有很好的结合力和配套性，以及良好的干磨性能。漆面修复人员应按照供应商提供的汽车漆面修复资料的标准来选用腻子。

在腻子与面漆之间的涂层可称为中间层涂料，它主要包括二道底漆和封闭底漆，用于填补腻子上细小缺陷、道痕。

(10)面漆。

面漆是汽车涂装工序中最后一个工作，它的各项性能指标直接影响到汽车涂层的使用寿命和汽车的自身价值。

二、调色理论

一般车身涂料都要经过适当的调配后才能使用。若要掌握漆色的调配技巧，首先要对色彩的基本知识有一个了解。

1.颜色的三大属性——色调、亮度和色度

平时我们要描述一个长方体容器，会用长、宽、高来进行描述，颜色也是一样，要描述颜色，也必须通过三个方面，那就是色调、亮度和色度，有些资料上也叫色相、明度和彩度，这就是我们常说的颜色三大属性。

(1)色调。

色调也称色相，常用的就是红、橙、黄绿青蓝、紫七大色调。

(2)亮度。

亮度也称色品、明度或者白度，它就是我们常感受到的明暗差异。

同一种色调的颜色有不同的亮度，比如红色就有深红和浅红之分，而因为深红不如浅红明亮，所以深红的亮度就不如浅红的亮度。

同样，不同的色调也有不同的亮度。例如在太阳光谱中紫色亮度最低，红色和绿色亮度中等，黄色亮度最高，人们感到黄色最亮就是这个原因。

亮度一般用黑白表示，越接近白色，人感受到的亮度就越高；相反，越接近黑色亮度越低，所以在调色时，黑色和白色能够最快、最明显地影响颜色的亮度。图4－3所示为由暗到深的亮度。

图4－3　由暗到深的亮度

(3)色度。

色度是表示颜色距离亮度与其相同的灰色的程度，越接近灰色就越没有色彩，色度越低，越远离灰色的颜色色彩就越鲜艳，色度越高。色度是颜色在心理上的颜色鲜艳与否的感觉，也称为纯度、饱和度或者彩度。图4－4表示由低色度向高彩度的渐进。

图4－4　由低色度向高彩度的渐进

每个色调能够达到的最高色度是不同的，红色的色度最高，绿色低些，其他居中，黑色、白色和灰色的色度最低。

2.调色的材料、工具和设备

调色材料就是汽车修补涂料中的色母，工具和设备则包括调色架、电子秤、色卡资料、颜色登记册、配方光盘、计算机、喷涂样板。条件好的调色间还会配备比色灯箱，以改善阴天或晚间调色的条件。

(1)色母。

顾名思义，就是颜色之母，用其可以调配出各种需要的颜色，如图4－5所示。目前所有汽车修复涂料品牌主要采取两种方法设计色母系统:一种方法是把色母分成两个系列，一个系列是单工序面漆的色母，一个系列是双工序面漆的色母；另一种方法是只使用一套色母，调色后在色母中加入树脂，由加入的树脂类型决定面漆是单工序性质还是双工序性质面漆。

图4－5　色母

汽车涂料千变万化的颜色都是由数量有限的色母调配而成的，所以调色人员必须掌握所使用的涂料品牌的色母特性，汽车修复涂料供应商会提供色母指南之类的资料和培训，指导调色人员正确使用色母。

(2)调色架。

调色架又称色母搅拌架、调色机、调漆机，如图4－6所示。罐装涂料打开后盖上专用的带搅拌浆的盖子放在调色架上，调色架电动机启动，在传动装置的作用下可以均匀地搅拌调色架上的所有色母。一般而言，调色架有大型和小型之分，常用的大型架可以放置100多罐色母，小型架可以放置60多罐色母。当然，还有一些其他规格的调色架。(www.xing528.com)

图4－6　调色架

(3)电子秤。

电子秤作为称量色母工具，是精密的设备。如图4－7所示，它应该放置在调色架的附件上以方便称量。同时它要求放在厚实的桌面上，而桌子要放置在坚实的地面上，避免在工作中受振动而影响精度。

图4－7　电子秤称量色母

在称重色母的过程中，不要把涂料罐重重地放在桌子上，称重时要避免强风吹过，这些都会引起读数不稳定。不要在电子秤上搅拌色母，这样会损坏电子秤，或降低其精度，应按照说明书的指示定期矫正电子秤，如图4－8所示。

图4－8　电子秤的显示读数

(4)色卡资料。

①色母指南。

色母指南是由汽车修复涂料供应商提供的，表现其色母特性的色卡。各家供应商所提供的色母指南有所不同，但目的是相同的，也就是使调色人员能够明了、直观地理解该品牌色母的特性，方便调色。

②色卡。

所有知名品牌的涂料供应商除了定期为其客户提供国际市场上最新推出的汽车颜色的配方外，还会给客户提供这些汽车颜色的色卡。

色卡是很重要的调色工具，一套完整、齐全的色卡会起到事半功倍的效果。即使在现代最严格、科学的控制下，在生产线上下来的汽车颜色还是会存在误差的，这就是差异色。

③颜色配方系统。

目前，储存颜色配方的介质多为光盘，利用计算机程序阅读，其具有更新迅速、方便，数据存储量大的优点，如图4－9所示。由于计算机还有更强大的功能，故某些涂料厂家还能利用配送给客户的计算机软件完成一些功能以达到服务增值的效果。

图4－9　微机中的配方系统

现阶段多家国际大涂料公司都采用网上配方方案，目的是把准确、详细的配方在最短的时间内让客户知道，第一时间了解客户困难，并给予指导和帮助。

3.色漆的种类

由于油漆技术的发展，现代的汽车有着丰富多彩的外观颜色。考虑到在汽车面漆修复过程中涉及的油漆颜色种类，粗略地可以分成三大类:素色漆、金属漆和特殊效果色彩。

素色和金属色几乎就是当今所有汽车颜色的范围。在实际应用时，习惯上把其中的金属色漆细分为双工序金属漆和三工序金属漆。本项目在实施过程中以调配喷涂素色漆做基本训练，因此以下主要介绍素色漆的相关内容。

(1)素色漆。

素色漆也叫纯色漆或者实色漆，与金属漆不同，喷涂的因素对素色漆颜色的变化影响比较少，所以这类颜色既相对容易调配，也是调色的基本功。

在大多数的修理厂，对于素色漆一般使用单工序漆的工艺，这样既方便快捷，又省时省力。素色漆色母一般要求高遮盖力、高饱和度且施工后有高的光泽度。

(2)素色成品漆的修补微调。

①确认成品漆与车身的色差。

②查色号或比对色卡，如有差异色，则找出最接近车身颜色的配方。

③参考色轮海报或色母特性表，分析配方色母和色相。

④选择配方中已有的色母，如有需要，再参考色轮海报进行微调修正。

(3)调配素色漆的注意事项。

①尽量选择纯度高的色母。当今汽车在素色选择上喜欢明快、鲜艳的颜色，以红色、蓝色、黄色为主。这些颜色调配要根据需要少用黑色母，偶尔会用相当数量的白色色母调节亮度和鲜艳度，但要认识到这会造成一定程度的颜色混浊。

②尽量不选用低强度的色母作为主色，即使不得不选用时，也要尽量搭配使用高遮盖力的色母。这种情况以鲜艳的红色最为常见。

③白色使用一段时间以后会变得稍黄。

④调配白色时尽量选用低强度色母，就是透明的色母，强度高的色母其浓度一般是低强度色母的6~10倍，即使一升里面只有一滴，在白色中也能明显地反映出来。

⑤黑色的表面光泽对判断其色差起着决定性的作用，新喷涂的黑色由于表面光泽太高，容易给人造成新修理漆面过黑的误差，可以先打蜡抛光再进行比较。

⑥当调配因时间暴露而褪色的颜色时，可以添加少量的白色或者黄色色母。

4.调色流程

虽然现今汽车的颜色丰富多彩，成千上万，所幸的是我们不用对每一个颜色都从无到有地做涂料配方，修补涂料品牌的公司提供了市场上最常见的颜色配方供客户使用。现在对各个步骤进行较为具体的讨论。

(1)检查原厂颜色代码。

查找车身上的标牌，在标牌上找出颜色代码。颜色标牌是国际上所有规范的汽车生产商都会在车身上提供的，它是注明车身颜色的标记。这种标牌可能是金属牌，铆在车身内表面上；也可能是一张贴纸，贴在车内不明显的地方。根据车的颜色代码，可以在已知品牌的修补涂料厂家的配方库内查找颜色配方。

(2)参考颜色数据库。

从车身标牌或色卡得到颜色代码后，就可以从色卡箱中查找相应的色卡，与原车颜色做比较。当然，并不是所有颜色代码都是有色卡的。

修复涂料供应商会提供多种色卡，对于大多数的汽车颜色都提供至少一个标准颜色色卡，很多时候常常有多个差异色卡供选用，在比较和选择时应该找到所有的标准色卡和差异色卡一起比较，确定最准确的一个。

选择好了色卡以后可以查找到相应的颜色配方。所谓颜色配方，就是列出某个颜色所使用的色母，以及每个色母的用量。

在参考色卡时需注意一点:所有色卡的配方在颜色实验调配时，试板都是用自动喷涂机喷涂的，喷涂的效果与手工喷涂的效果肯定不同。虽然这样，但由于手工喷涂具有灵活性，故有时施工者可以通过改变喷涂的方式得到色卡所显示的颜色。

(3)准备色母。

根据选好的色卡和配方，应该准备需要用的色母。准备色母时需要确认:

①色母已经搅拌均匀；

②色母的数量足够；

③调配涂料的罐是干净的；

④电子秤已校准；

⑤搅拌尺已经准备好。

(4)称量色母。

先决定哪些色母的数量保持不变，哪些色母应该减少或增加，写出配方。当一切都准备好后，开始称量色母。称量色母时要注意以下几点:

①最好一次把数量调够，没有把握的先根据配方调出小样。

②对某个色母数量没有完全把握，可以先少加点。加入色母后不能再拿出来。

③应该把电子秤放在厚实的桌面上，这样可以减少因为振动引起的误差。

④一滴色母的质量在0.02~0.05g之间，因色母密度不同而异，电子秤不具备四舍五入的功能，如0.17g，电子秤显示0.1g，所以实际的质量一般比显示的大。因此，在理论上要准确调配一个配方，每个色母的最小加入量应该在0.5g以上，这样可以提高精度。

⑤使用累积质量和单独质量的区别。很多调漆人员习惯使用每次加完色母后电子秤不归零，每次误差不断积累后，后面所加的色母会偏少。如涂料的质量是8.19g，显示是8.1g，这时只要加一滴色母，电子秤立即显示8.2g，这种差量虽然不大，但在加入少量对颜色影响较大的色母时，误差就会很大。实际选择使用哪种称量方式要灵活掌握，重要的是要知道有哪些误差会影响调色精度。

(5)喷涂试板。

喷涂试板是很重要的一步，湿涂料的颜色不能真实反映干涂膜的颜色，特别是金属漆中银粉的颗粒和亮度，不经过喷涂不可能把握得准确。试板的面积不宜太小，太小会对颜色的分辨不准确。

(6)检查颜色。

把喷涂的试板与试板车身比较，颜色符合就可以施工，颜色不符合就需要微调。检查试板颜色需要注意以下几点:

①在光线充足的地方，最好在室外，不至于受日光灯、装饰物的反射光影响。

②不要在阳光直射的地方检查颜色，不要在阴天光线不足时检查颜色。

③当不得不在日光灯或烤房内检查颜色时，注意分辨色差和颜色异构之间的区别。

④存在微小色差时，正确判断哪些是不得不微调的，哪些是可以利用喷涂方式解决的。

⑤充分考虑周围的影响因素，如墙壁、车辆。此外，还要考虑车身修补区域的影响因素，如遮阳膜、氧气、老化、失光等。

(7)调色时的注意事项。

①调色时加入的色母尽可能是配方中所用到的色母。若需要加入配方外的色母，则必须在不同光源下比较颜色，即除日光外，还应该在较强亮度的白炽灯和荧光灯下比较，避免颜色异构。

②颜色总是从鲜艳色到混浊色调整，即只能降低色度。加入的色母数量越多，颜色越混浊。

③不要加入在色轮上的色调与涂料色调相对的色母，这会使颜色再变混浊。

④必须喷涂样板，并且样板上的涂料要被完全遮盖，待涂料完全干燥后比较颜色，尽可能把样板与车身修补部位附近的涂膜颜色进行比较。

⑤充分利用上述调色工具、色母指南和色轮。色母指南告诉我们每个色母的特性及其加入涂料中所能产生的效果，色轮上列出了各个色母的位置，可以让我们正确地评价色母之间的关系，以选择合适的色母加入涂料内。永远只能在主色旁边的颜色区域中选择色母。

⑥在自然日光或者模拟日光光源的灯箱内调色，不要在直射阳光下调色。

⑦喷涂样板纸质要好，要不易吸收涂料，否则样板后车身的喷涂效果不相同。