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人工加速老化在氟碳涂料配套篩選上的應(yīng)用

日期:2024-09-19 14:15
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摘要:
  漆膜在實際使用的過程中受到各種自然環(huán)境因素的作用,造成其物理化學(xué)和機(jī)械性能發(fā)生不可逆的變化并*終導(dǎo)致漆膜破壞的現(xiàn)象,稱為漆膜老化。常見的漆膜老化的現(xiàn)象有:變色(褪色)、失光、粉化、起泡、生銹、裂紋、剝落等。由于涂料的質(zhì)量除了取決于各項物理性能指標(biāo)外,更重要的是其使用壽命,即涂料本身對大氣的耐久性。這種耐候性*能體現(xiàn)涂料的真正實用價值,是涂料各種技術(shù)指標(biāo)的綜合表現(xiàn),故對涂料進(jìn)行耐候性試驗是十分必要的。漆膜耐候性試驗分天然老化試驗和人工氣候老化試驗兩種,天然老化試驗是將樣板暴露于戶外自然條件下,觀察漆膜性能逐漸發(fā)生的變化,而人工氣候老化試驗是將樣板放在能模擬戶外諸影響因素的人工氣候老化機(jī)中暴露加速老化,觀察其漆膜性能發(fā)生變化的情況。

   我們將人工加速老化試驗應(yīng)用于配套產(chǎn)品的篩選中,根據(jù)試驗結(jié)果,*終選定了性價比*為合理的(金屬漆罩光)配套體系。從而,無論是制造商還是客戶,在涂料使用之前就了解了其耐久性,真正做到了心中有數(shù),合理選用。

    1 試驗部分

    1.1 試驗儀器及設(shè)備

    耐老化試驗機(jī) : 美國 QUVSpray產(chǎn)品,試驗步驟為 4 h 紫外 60 ℃ 照射, 4 h 、 50 ℃ 冷凝為一個循環(huán);光澤儀:德國 BYK , A-4520型;測厚儀:德國 BYK , 7500 型;色差儀:德國 BYK , 6831 型;附著力測試儀:上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)公司, QFZ 型;鉛筆硬度儀:天津市建筑儀器試驗機(jī)公司, Q H Q - A 型;漆膜沖擊器:天津市建筑儀器試驗機(jī)公司, QCJ 型;鹽霧試驗箱:上海實驗儀器廠, FQY-050 型;低溫試驗箱:重慶萬達(dá)儀器有限公司, CT 型;恒溫箱:上海市陽光試驗儀器公司, 101 -2A 型;調(diào)溫調(diào)濕箱:天津天宇機(jī)電有限公司, WS-302 型;耐沾污性測試儀:天津市建筑儀器試驗機(jī)公司, Q W X 型;耐洗刷性測試儀:天津市建筑儀器試驗機(jī)公司, QFS-A 型。

    1.2 試驗條件

    耐老化性制板:耐人工老化性采用復(fù)合涂層進(jìn)行測定, 底材為鋁板 , 規(guī)格為 150 mm × 70 mm × 6 mm ,噴涂法制板,底漆 1 道 30 μ m (環(huán)氧富鋅底漆)、中涂漆 1 道 30 μ m (環(huán)氧云鐵中涂漆)、氟碳金屬漆 1 道 20 μ m 、罩面清漆 1 道 20 μ m ,每道間隔時間 24 h ,

    養(yǎng)護(hù) 7 d 后投入試驗。

    1.3 樣品的選取及性能檢測

    選取 6 種清漆樹脂、 3 種鋁粉漆樹脂(鋁粉為同一種)。將這9 種樣品進(jìn)行編號,其中 A 1 ~ A 6 為清漆, B 1 ~ B 3 為鋁粉漆。將這 9個樣品分別制備成涂料(除樹脂不同外,其余成分完全相同),檢測各項性能,并與工程質(zhì)量要求進(jìn)行對比。檢測結(jié)果見表 1。經(jīng)過檢測,待選樣品的各項指標(biāo)均符合工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

    1.4 設(shè)計配套組合

    用以上 6 個清漆、 3 個鋁粉漆進(jìn)行 11個組合制備復(fù)合涂層 , 然后在紫外加速老化箱中進(jìn)行試驗,組合及編號見表 2 。

    2 試驗結(jié)果

    (1)耐人工加速老化性是考核涂層耐老化能力的*重要指標(biāo)之一,將 580 h 、 1 050 h 、 1 500 h 、 2000 h時的老化結(jié)果,以色差值為縱坐標(biāo)、以失光率為橫坐標(biāo)作圖 1 ~圖 4 ,表 3 列出了 2 000 h的失光率及色差結(jié)果。

    通過各階段的結(jié)果圖,可以清晰地看出 1 # ~ 11 #復(fù)合涂層樣板色差及光澤的變化過程及趨勢。

    (2)因為清漆為亞光,保光性(相對于高光而言)較好,我們考察結(jié)果時,以色差為主要指標(biāo),失光為輔助指標(biāo)。從 2 000 h的試驗結(jié)果看,*理想的為 1 # 配套,*差的為 11 # 配套,但結(jié)合配方成本,選取了性價比更為合理的 3 #配套作為我們的*終供貨配方,并對該配方進(jìn)行了各項性能試驗檢測,結(jié)果見表 4 。

    表 1 樣品檢測結(jié)果

表 1 樣品檢測結(jié)果

 

   

    表 2 配套組合及編號

表 2 配套組合及編號

表 2 配套組合及編號

    表 3 2 000 h 耐老化試驗檢測結(jié)果

表 3 2 000 h 耐老化試驗檢測結(jié)果

   

表 4 3 # 配套性能檢測結(jié)果

   

   3 討 論

    (1) 老化結(jié)果主要取決于清漆樹脂的性質(zhì),例如5 # 與 10 # ,清漆的樹脂為同一品種,鋁粉漆的樹脂不同,但試驗結(jié)果很接近;鋁粉漆樹脂也會對結(jié)果產(chǎn)生影響,比如 1 # 與 6# ,清漆的樹脂相同,鋁粉漆的樹脂不同,試驗結(jié)果有一定差異。

    (2) 采用以色差為縱坐標(biāo)、失光率為橫坐標(biāo)的坐 44標(biāo)圖,可以直觀地觀察不同試驗階段樣品的色差和失光的綜合變化過程及趨勢,此方法優(yōu)于常用的失光率及色差單獨作圖的方法。

    (3)為保證光澤和色差的測試準(zhǔn)確,制備耐老化性能樣板時,各塊樣板間的平均膜厚之差應(yīng)小于 5 μ m ,光澤差值不超過 2 ,色差不超過0.3 。

    (4) 檢測耐老化樣板時,應(yīng)在紫外照射 3 h時停機(jī)取板檢測;每次測試后,應(yīng)將樣板按著從左至右、從上至下的順序進(jìn)行循環(huán)放置,以保證受到相同的光照強(qiáng)度。

    4 結(jié) 語

    從上述加速老化試驗結(jié)果趨勢及 2 000 h 的試驗(用時 2個半月)結(jié)果可以看出,紫外光加速老化可作為試驗配方篩選的參考依據(jù)之一。但產(chǎn)品定型仍需以天然曝曬試驗結(jié)果為依據(jù),才可真正體現(xiàn)產(chǎn)品的耐老化性能。由表4 可以看出,檢測結(jié)果完全符合工程的質(zhì)量要求。 表 4 3 #配套性能檢測結(jié)果  注:制板底材為馬口鐵板,規(guī)格為 120 mm × 50 mm × 0.2 mm ,清漆干膜厚為 (17 ± 3) μ m ,鋁粉漆干膜厚為 (20 ± 3) μ m ,漆膜在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件:溫度( 23 ± 2)℃、相對濕度 50 %± 5% 下養(yǎng)護(hù) 7 d 后進(jìn)行上述測試。

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