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    氟碳涂層耐老化性能測試常用的實驗方法!

    氟碳涂料作為戶外建筑耐候防護的高端產品,因氟碳樹脂特性及高品質顏料、高性能助劑、溶劑等相互作用形成的涂層具有超強的耐候性能,長期戶外使用不變色、不粉化、不脫落,壽命可達15年以上。

    氟碳涂層的耐候性是指涂層在外部環境(如陽光、空氣、水、凝露、工業氣體、微生物)作用下保持原有性能的能力。涂層在使用過程中會因受到外部環境的影響而出現一些不可逆的破壞現象,如:變色、失光、粉化、開裂、生銹、剝落、斑點和沾污等。長期暴露于戶外的建筑物、鋼結構、橋梁、大型雕塑等因防護涂層老化破壞造成巨大損失,逐漸引起涂料生產、涂裝行業的關注,對于涂料質量來說,涂層的耐候性、耐久性能成為重要指標,尤為重要。

    涂層老化的成因

    涂層老化的原因包括內因和外因,內因與涂料的成膜物類型及所用的顏填料、助劑等原材料有關,也與涂料的配方體系有較大關系;外因指涂層曝露于戶外環境下受到陽光、雨水、凝露、氣溫、氧氣、霉菌和工業氣體等多種破壞因素的作用。

    涂層老化實驗的主要方法

    涂層老化實驗的方法分自然曝露實驗和人工氣候加速老化實驗室實驗。

    自然曝露實驗

    自然曝露實驗是指涂層直接曝露于自然環境下,考查涂層在特定環境下的耐候性能。自然環境根據氣候特征可分為干熱氣候、濕熱氣候、寒冷氣候等,行業內自然曝曬實驗數據多來自佛羅里達州和亞利桑那州兩大曝曬場,一般采用的標準主要為GB/T 9276―1996《涂層自然氣候曝露實驗方法》和ISO 2810:2004《色漆和清漆涂層自然老化曝露及評定》。

    人工氣候加速老化實驗

    人工氣候加速老化實驗是利用實驗箱來模擬自然氣候作用與涂層。與自然條件下的自然曝露實驗相比,人氣候工加速老化實驗僅涉及了如光強、溫度、噴淋、凝露、濕度等幾個有限的因素,并對這幾個因素進行控制、調節,從而可達到加速老化實驗的目的。

    人工加速老化實驗可根據采用的光源不同進行分類,常用的為熒光紫外燈型、氙弧燈型。

    1、熒光紫外燈型

    熒光紫外燈型老化機的光源主要是模擬自然光中的紫外波段,并通過對光強、溫度、噴淋、凝露等因素進行控制來進行加速老化實驗。常見的熒光紫外燈有UVA(UVA-340、UVA-351)和UVB(UVB-313、F40)2種。其光譜與自然光的對比見圖1、圖2。

    從圖1、圖2 可以看出,UVA、UVB 的發射光譜集中在紫外波段280~360 nm,缺少了自然光中的紅外光部分,其中UVB-313 燈發出的光含有低于295 nm(自然光截止波長)以下的輻射,可能會對材料的老化實驗造成一定的偏差,但由于熒光紫外燈老化實驗方法可以較快地考查、比較、遴選某些特殊材料的耐候性能,因此目前仍廣泛應用。

    熒光紫外燈型人工加速老化實驗涂料行業的相關標準為GB/T23987-2009《色漆和清漆 涂層的人工老化曝露于熒光紫外線和水》和ISO11507:2007《色漆和清漆 涂層的人工老化曝露于熒光紫外線和水》。

    2、氙弧燈型

    氙弧燈型老化機主要部件有:氙弧燈光源系統、濾光器、噴水系統、冷卻系統、增濕系統、輻照度控制器、樣板架等。冷卻方式有風冷和水冷。結構上有平板式和旋轉式2 種。

    從圖3可以發現,氙燈發出的光譜與自然光的光譜非常接近,特別是在紫外部分和可見光部分,所以氙弧燈老化實驗可以更好的模擬自然光來考查涂層在戶外的耐久性,目前許多涂料產品標準采用氙燈老化機進行人工加速老化實驗。

    氙弧燈型人工氣候加速老化實驗的涉及涂料行業的標準為GB/T1865-2009 《色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射曝露(濾過的氙弧輻射)》和ISO11341:2004《色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射曝露(濾過的氙弧輻射)》。

    影響人工加速老化實驗與戶外曝露實驗相關性的環境因素

    (1)地區差異,不同的實驗地點對天然曝露實驗的結果有很大的影響;

    (2)季節差異,四季的差別能明顯影響天然曝露實驗結果;

    (3)人造光源與自然光光譜能量分布差異導致的影響;

    (4)人造光源設定高于實際使用的輻照度造成的影響;

    (5)人工老化箱設定的光照與黑暗的循環變化造成的影響;

    (6)人工老化箱內的試樣溫度高于實際使用溫度造成的影響。

    涂層耐老化實驗在涂料領域的應用越來越廣泛,涂層耐候性能作為衡量涂料抵抗環境影響性能的一個重要指標,其方法標準在涂料行業內是必不可缺的。由于天然曝露實驗周期長,受到的不確定因素影響大,眾多涂料行業相關標準將人工加速老化實驗列入要求,以便考查涂料的耐候性。

     

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