Hướng dẫn thiết kế công thức dây chuyền sản xuất hạt màu masterbatch nội thất ô tô

Sự xuất hiện và hiệu suất của nội thất ô tô（#máy đùn đĩa cơ bụng jwell） Các thành phần chủ yếu được xác định bởi thiết kế công thức của hạt màu masterbatch. Các hạt màu masterbatch này, sử dụng polypropylen làm chất mang, không chỉ cần đáp ứng yêu cầu về độ bóng tốt và không bị lem màu giữa các màu tương tự, mà còn cần kiểm soát chặt chẽ hàm lượng VOC và thích ứng với môi trường sử dụng đặc biệt của nội thất ô tô. Thiết kế công thức của hạt màu masterbatch cho các thành phần màu nội thất ô tô được thể hiện trong bảng dưới đây (Phim thổi khuôn công thức hạt màu masterbatch).

Bài viết này sẽ tập trung vào những điểm cốt lõi của công thức hạt màu tổng hợp cho các thành phần nội thất ô tô và sẽ phân tích các công nghệ chính trong sản xuất công nghiệp theo các khía cạnh sau, cung cấp tài liệu tham khảo thực tế cho những người làm trong ngành.

1. Màu sắc tương tự, quang phổ khác nhau

2. Độ bóng

3. Sắc tố vô cơ tổng hợp màu

4. Ứng dụng của Carbon Black

5. Kiểm soát VOC

Màu sắc tương tự, quang phổ khác nhau

Thách thức lớn nhất trong việc lựa chọn hạt nhựa masterbatch cho các thành phần màu nội thất ô tô là tránh hiện tượng "cùng màu nhưng quang phổ khác nhau".

Phương pháp này đòi hỏi phải khớp các mẫu nhựa màu khác nhau với cùng một mục tiêu màu dưới nhiều nguồn sáng khác nhau. Mỗi vật thể có đường cong phản xạ quang phổ riêng. Khi vật thể này phản xạ quang phổ khả kiến ​​đến người quan sát dưới một nguồn sáng cụ thể, một giá trị ba kích thích quang phổ sẽ được tạo ra.

Khi giá trị ba kích thích phổ của hai vật thể có đường cong phản xạ phổ khác nhau bằng nhau, thì có thể coi hai vật thể này có điều kiện là đồng sắc.

Khi nguồn sáng thay đổi, do sự phân bố năng lượng khác nhau của mỗi nguồn nên giá trị ba kích thích quang phổ được tạo ra sẽ khác nhau, dẫn đến hiện tượng không đồng nhất về sắc.

Hầu hết các nhà sản xuất ô tô sẽ chọn hai bộ nguồn sáng D65 F11 làm cơ sở để xác định độ không đồng nhất đẳng sắc. Làm thế nào để tránh hiện tượng màu sắc tương tự nhưng phổ khác nhau? Trước tiên, cần thu thập một loạt dữ liệu sắc tố, thiết lập cơ sở dữ liệu máy tính và áp dụng công nghệ so màu hỗ trợ máy tính. Ví dụ, khi sử dụng so màu thủ công, cần phải so sánh các sắc tố ô tô và tiến hành phân tích phổ phản xạ. Điều này đòi hỏi kỹ năng cao hơn từ người so màu.

Độ bóng

Như đã biết, màu sắc của hầu hết các mẫu xe chủ yếu bao gồm các tông màu lạnh như be, xám, nâu và đen. Các sắc thái khác nhau của be, xám và đen được đặt tên theo các đặc điểm riêng của chúng. Ví dụ: Y20 (xám), 95T (be), 82V (đen) và 9B9 (đen). Chúng tôi gọi đây là các bảng màu tiêu chuẩn. Các số màu khác nhau biểu thị một tập hợp các giá trị L, a và b. Việc xác định màu sắc của các bộ phận nội thất ô tô thường sử dụng máy quang phổ để so sánh sự khác biệt về màu sắc với các bảng màu tiêu chuẩn (nguồn sáng D65, nguồn sáng F11). Phạm vi chênh lệch màu sắc cho các số màu khác nhau là khác nhau và các chi tiết cụ thể có thể được tìm thấy trong các thông số kỹ thuật đánh giá màu sắc cho nội thất ô tô của từng nhà sản xuất, chẳng hạn như VW50190 của Volkswagen. Hơn nữa, dữ liệu về màu sắc thường liên quan chặt chẽ đến kết cấu khuôn, độ bóng, v.v. Bảng dưới đây hiển thị các yêu cầu về độ bóng cho các vật liệu nội thất khác nhau theo các màu sắc khác nhau.

Sắc tố vô cơ tổng hợp màu

Do các thành phần màu sắc của nội thất ô tô chủ yếu là tông màu sáng, màu be và màu xám nhạt, nên bột màu vô cơ tổng hợp màu là lựa chọn ưu tiên. Chúng là một loại tinh thể pha tạp được hình thành bằng cách pha tạp một số hoặc nhiều ion kim loại vào mạng lưới các oxit kim loại khác. Các ion pha tạp gây ra sự giao thoa đặc biệt của ánh sáng tới. Một số bước sóng nhất định bị phản xạ trong khi phần còn lại bị hấp thụ, do đó trở thành bột màu. Nói cách khác, các oxit kim loại khác nhau được phân bố đồng đều trong mạng lưới của hợp chất hóa học mới, giống như dung dịch nhưng ở trạng thái rắn tương tự như chất thủy tinh. Về mặt hóa học, nó có thể được coi là một dung dịch rắn ổn định. Do đó, nó có độ bền tuyệt vời, khả năng che phủ cao, khả năng chịu nhiệt, chịu ánh sáng, chịu thời tiết, kháng hóa chất tuyệt vời và hiệu suất phản xạ hồng ngoại cao và khả năng che chắn tia cực tím một phần. Nó có thể cải thiện khả năng chịu thời tiết, chịu ánh sáng, hiệu suất cách nhiệt của các sản phẩm nhựa và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
Mạng lưới garnet của bột màu vô cơ tổng hợp màu bao gồm niken oxit, crom oxit (III) hoặc mangan oxit làm thành phần tạo màu. Các nguyên tố như niken, crom, mangan và antimon trong bột màu garnet này lấp đầy các khuyết tật tinh thể ban đầu trong titan dioxit, tạo thành cấu trúc tinh thể hoàn chỉnh hơn và tăng cường độ ổn định của mạng tinh thể.

Các nguyên tố kim loại này đã mất đi các đặc tính hóa học, vật lý và sinh lý ban đầu. Do đó, loại bột màu rutil này không thể được coi là hợp chất niken, crom hoặc antimon hoặc oxit đơn giản của chúng. Tính trơ của bột màu oxit kim loại hỗn hợp rất cao. Lượng chất tan trong nước dưới 2ppm, và axit dạ dày của con người đơn giản là không thể hòa tan chúng. Do đó, ngay cả khi chúng đi vào dạ dày và ruột, chúng vẫn vô hại đối với cơ thể con người; việc tiếp xúc với cơ thể con người cũng hoàn toàn an toàn. Vì lý do này, chúng không được phân loại là chất nguy hại. Theo hướng dẫn của nhà sản xuất về khả năng tương thích, độ tinh khiết và cách xử lý an toàn, hầu hết các loại bột màu này được coi là không độc hại và tuân thủ các yêu cầu về tiếp xúc với thực phẩm và các quy tắc an toàn cho đồ chơi.

Ứng dụng của Carbon Black

Đối với các bộ phận ô tô hoặc thiết bị gia dụng, phần lớn chúng được sơn màu xám hoặc xám nhạt. Do đó, việc lựa chọn muội than cũng rất quan trọng. Muội than là một loại sản phẩm được hình thành khi các chất hydrocarbon trải qua quá trình đốt cháy không hoàn toàn và nhiệt phân trong lò phản ứng. Tùy thuộc vào nguyên liệu thô và quy trình sản xuất khác nhau, nó được gọi là "muội lò", "muội đèn", "muội khí", "muội axetilen" và "muội bình".

Khói đèn đen, còn được gọi là than đen đèn, có nguồn gốc từ Trung Quốc và Ai Cập cổ đại. Vào thời đó, người ta đốt dầu mỡ trong các chậu sứ hoặc đất nung hình nón ngược, và muội than lắng đọng trên bề mặt lạnh của chậu. Họ thường xuyên thu gom chúng.

Cho đến ngày nay, phương pháp sản xuất này vẫn được bảo tồn phần lớn, ngoại trừ việc nguyên liệu thô hiện nay là dầu gốc dầu mỏ hoặc dầu hắc ín than đá, được đốt trên một tấm sắt phẳng có đường kính lên đến 1.5 mét. Khí đốt chứa muội than được thu gom bằng một ống khói lót gạch bên trong, sau đó đi qua các ống uốn cong và ống lửa đến thiết bị lắng đọng.

Để kiểm soát các đặc tính của muội than sản xuất được, cần đảm bảo nguyên liệu thô chủ yếu trải qua quá trình đốt cháy không hoàn toàn gần khe hở giữa mâm đốt và chụp hút khói. Trong đường ống hơi xa hơn, quá trình đốt cháy diễn ra trong điều kiện thiếu oxy, do đó tạo ra các hạt muội than lớn hơn. Vì những lý do này, muội than có phạm vi phân bố kích thước hạt rộng hơn, với đặc điểm chính là kích thước hạt lớn.

Do chỉ một phần nhỏ các hạt hình thành trong khe hở giữa mâm đốt và chụp hút khói có thể tiếp xúc với oxy trong không khí nên muội đèn này chỉ có một lượng nhỏ oxit bề mặt, giá trị pH tương ứng là trung tính và các chất dễ bay hơi rất ít, thường dưới 1%. Do kích thước hạt muội đèn lớn nên độ sẫm màu và khả năng tạo màu của nó không cao. #máylọc

Người ta đều biết rằng màu xám thường được tạo ra bằng cách trộn một lượng lớn bột màu trắng titan với một lượng nhỏ muội than. Đặc biệt đối với các bộ phận ô tô hoặc đồ gia dụng, người ta thường chọn nhiều màu xám hoặc xám nhạt hơn và độ chính xác chênh lệch màu phải cao hơn (ΔE < 0.5, L, a và b cũng có một số giới hạn nhất định). Do lượng muội than thêm vào khi tạo màu xám nhỏ nên sai số do truyền phép đo gây ra khiến việc kiểm soát độ chênh lệch màu của sản phẩm trở nên khó khăn. Do đó, sử dụng bột màu có công suất tạo màu thấp hơn có thể đạt được kết quả gấp đôi với một nửa công sức. Ví dụ, công ty Elringklinger Lamp Black 101 của Đức có kích thước hạt lớn hơn là 95nm, diện tích bề mặt là 20m2/g, giá trị pH là 7.5 và có pha xanh lam và khả năng phân tán tốt, khiến nó trở thành chất tạo màu được ưa thích để trộn màu xám. Trong quá trình sản xuất quy mô lớn, nó có thể làm giảm tác động của các lỗi đo lường đến độ ổn định của màu.

Kiểm soát VOC

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) trong hạt màu nhựa ô tô chủ yếu đến từ các chất phụ gia chức năng (chất chống tĩnh điện, chất ức chế tia UV, v.v.) và phụ gia phân tán. Do đó, việc lựa chọn phụ gia phù hợp trở nên đặc biệt quan trọng. Về vấn đề này, các nhà cung cấp phụ gia polymer nổi tiếng trong và ngoài nước đã và đang cải tiến sản phẩm của mình. Họ đã cho ra mắt một loạt các phụ gia có khả năng tương thích tốt hơn với polymer, hàm lượng VOC thấp hơn, không tạo bọt và không bám dính ở nhiệt độ cao.

Để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của các linh kiện ô tô khác nhau, vật liệu nhựa cho các bộ phận nội thất ô tô thường được biến tính để đáp ứng các yêu cầu về độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn. Do đó, hạt màu masterbatch được sử dụng trong quá trình tạo hạt biến tính trộn hoàn toàn. Cần chú ý đến tỷ lệ pha trộn và phân bố màu của hạt màu masterbatch để đảm bảo độ chênh lệch màu của sản phẩm ép phun sau khi trộn và tạo hạt đạt yêu cầu.