UV涂層加速老化試驗方法

紫外光固化工藝因其高效和高物性等特點，UV涂料的應用領域已經從室內逐漸擴張到戶外，隨著以硅酸鈣板材質為主的外墻印刷涂裝工藝的日益成熟，UV固化涂料在戶外應用技術的拓展也逐漸成了各大UV涂料企業研發投入的重點。在本文中，太亞化工的技術人員將闡述UV涂層耐候性測試常用的方法及機理，以幫助配方師在耐候UV涂層研發過程中對成膜物選擇方向的確定。

UV涂層耐候性能的檢測有:耐人工老化性、耐大氣曝曬性、耐濕熱性、耐鹽霧性、防霉性。

一、耐人工老化性

人工加速老化試驗是基于大量天然暴露試驗的結果,從中找出規律,找出氣候因素與漆膜破壞之間的關系,以便在實驗室內人為地創造出模擬這些氣候因素的條件并給予一定的加速性,以克服天然暴露試驗耗時過長的不足.

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漆膜的熱老化主要是由于交聯過程及聚合物分子鏈的破壞.交聯的結果產生了立體結構,使漆膜變硬、變脆、失去彈性;而分子鏈破壞的結果使大分子鏈斷裂,減少了分子長度及分子量,形成了洲離基團,表現為發軟、發黏.

濕度也是影響漆膜破壞的一個重要因素,在大氣中暴露,漆膜實際上是長時間地保持在**狀態下,尤其在濕熱地區更是如此.因為,水分的吸收引起了漆膜拜的溶脹,體積變化,或使漆膜拜中水溶性物質溶解出來,當愛光線照射時,就易使漆膜結構三十或加快了光化學變化的作用.當然濕度的影響應考慮到溫度、水分以及光照等各因素互相促進的總體影響.

漆膜中的聚合物僅僅由于是光而解離的情況非常少,由于日光和氧氣的相互作用,即所謂的日光氧化而促進老化是值得注意的.被太陽能所活化的氧會引起漆膜表面的氧化作用結果增加了漆膜的孔隙關形成了漆膜的失光.已證實了在人工加速老化試驗循壞中,增加氧處理具有重要的意義,尤其是在較高壓力的氧氣處理中,顯著地增加了由于裂縫和龜裂所引起的破壞現象.

二、耐大氣曝曬性

涂料的大氣曝曬試驗是指在各種氣候類型區域里研究大氣各種因素,如日光、風、雪、雨、露、溫度、濕度、氧氣、化工氣體等對涂層所起的老化破壞作用通過試板的外觀檢查以鑒定基耐久性.

規定的檢查項目包括失光、變色、粉化、裂紋、起泡、斑點、生銹、泛金、點污、長霉和脫落等.

三、耐濕熱性

濕熱試驗也是檢測涂膜耐腐蝕性的一種方法,一般與鹽霧試驗同時進行.

飽和水蒸氣對漆膜的破壞作用主要基于以下幾點:

(1)水對漆膜有滲透作用,透過漆膜的一層或多層,在漆膜與漆膜之間積聚,產生了最初的起泡;隨后再深入一步發展,最后達到漆膜與度板之間,產生最后的起泡,水分與金屬底板接觸,產生電化學腐蝕作用.

(2)漆膜本身可以吸收一部分水分,使漆膜發生膨脹,降低了漆膜和底板的附著力,從而產生起泡現象.

(3)一般在相對濕度較低的情況下,漆膜附著力的變化是不明顯的,但隨著相對濕度的增加到90%,甚至更高,附著力的喪失就會變得很快,除了個別漆膜外,多數漆膜的附著力均不能恢復.

(4)在相同的相對濕度下,溫度越高,絕對濕度越大,周圍空間水蒸氣壓力增加,水氣向漆膜內擴散顯著,加快了受潮速度.同時溫度升高,高分子鏈的熱運動變得歷害,分子間的作用減弱,加速了形成分子間的空隙,有利于水分的進入.

(5)在相同的絕對濕度下,溫度越低,則相對濕度就越高,水分向漆膜內部滲透的趨向就越大.另外,相對濕度高時,水分凝結的趨勢就增加,在涂料表面凝結的水分增加,因而涂料受潮的速度也就加大了.

耐濕熱試驗一般均在調溫、調濕箱內進行.由于濕熱試驗中主要的影響因素是溫度和濕度,因此在每次試驗中需特別注意對這兩個因素的控制,以免影響試驗結果.另外在試驗時垂直懸掛的樣板這間應保持一定的距離,以不相互重疊碰撞為準(2~100px);樣板在各周期檢查時還應互換位置,以盡可能地減少因設備內溫度、濕度的不均勻所造成的試驗誤差。

四、耐鹽霧性

鹽霧試驗是目前普遍用來檢驗涂膜耐腐蝕性的方法.大氣中的鹽霧是由懸浮的氯化物的微水液滴所組成的彌散系統,它是由于海水的浪花和海浪擊岸時潑散成的微小水滴經氣流輸送過程中所形成.一般在沿海或近海地區的大氣中都充滿著鹽霧.由于鹽霧中的氯化物,如氯化鈉、氯化鎂具有在很低相對濕度下吸潮的性能以及氯離子肯有很大的腐蝕性,因此鹽霧對于在沿海地區的金屬材料及其保護層具有強烈的腐蝕作用.鹽霧試驗設備目前采用較多的是噴嘴式的,即使一定壓力的空氣通過試驗箱內的噴嘴,把鹽水噴成霧狀而沉降在樣板上.采用噴嘴式鹽霧試驗時需注意以下事項:

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(1)試驗過程中,必須經常檢查噴嘴是否堵塞,以保證噴霧的正常進行.

(2)所用的壓縮空氣必須經空氣過濾器除油和空氣飽和器加熱飽和.

(3)噴霧壓力應嚴格控制,使在規定值下下很窄的范圍內波動,以免影響試驗的重現性.(4)把需要進行相互比較的同一批樣板盡量在同一次試驗里進行.樣板涂漆表面與鹽霧沉降方向成30°角放置.每次檢查后,應交換樣板的放置位置,以消除設備內噴霧量及溫度的不均勻所引起的誤差.

標準中規定被測試涂膜樣板必須在封邊后測試,觀察涂膜狀況有無變色、起泡、生銹和脫落現象,按其輕重程度、起泡大小和面積、銹點大小來分級.

五、防霉性

(1)定義:漆膜抵抗霉菌在其上生長的能力.

(2)內容:一般適于霉菌生長的溫度是15~35℃,最適宜的溫度是25～30℃，當溫度低于0℃或高于80℃時，霉菌實際上不生長.適于霉菌生長的相對濕度是80%以上,超過95%時生長最為旺盛,低于75%時霉菌不生長,但并不死亡,所以最適于霉菌生長的氣候條件是溫度30℃與相對濕度95%~100%

(3)測定方法

附霉評級標準: