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    • 紫外光加速老化試驗對彩涂板涂層厚度的影響
    • 發布日期:2021-03-31瀏覽次數:300

    涂料類型為PE、SMP、HDP和PVDF的彩涂板,進行耐紫外光加速老化試驗,考察光老化時間對彩涂板涂層厚度的影響,分析影響程度,探討影響原因。從試驗結果可知,彩涂板涂層厚度損失量隨著紫外光老化時間增加而增加; 不同涂料類型的彩涂板,影響程度不同,按照彩涂板的涂層厚度損失量,排序為PE和SMP>HDP>PVDF; 紫外光老化試驗中,彩涂板涂層厚度損失量也受其顏色影響。

    彩涂板涂層厚度是彩涂板成品檢測中一個非常重要的指標,它直接影響彩涂板的使用性能,如加工性能、耐老化性、耐腐蝕性等。對于這一問題的研究,國內外有較多的報道,但是,涂層的老化進程對彩涂板涂層厚度的影響研究卻鮮有報道。而建筑彩涂板在實際使用過程中,在日曬雨淋的環境下,其涂層厚度隨時間是否發生改變,會發生怎樣的改變,改變程度有多大,對這個問題的探討具有一定的現實意義。

    涂層老化的主要原因通常是指太陽輻射、環境溫度和環境濕度,次要原因是指空氣污染、酸雨、生物現象、風沙等。涂層老化的類型和表現形式多種多樣,主要是聚合物鏈的降解,包括光降解、氧化降解、熱降解,在常溫環境使用的彩涂板,主要的老化方式應為光氧化降解。

    太陽光通??煞譃?個主要波長范圍: 紫外線(波長200~400nm)、可見光(波長400~ 720nm)和紅外線(720~2500nm) 。其中,紫外線按波長的長短又可細分為短波UVC (200~290nm)、中波UVB(290~320nm)和長波UVA(320~400nm)。太陽光通過外空間和高空大氣層后,290nm波長以下紫外光幾乎全部被濾除,因此到達地面的紫外線實際上只有中波UVB和長波UVA。中波UVB比長波UVA對彩涂板涂層損壞要大。

    本文采用的紫外老化加速試驗方法是按照GB/T 13448—2006《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗方法》中的紫外老化試驗方法,具體試驗條件為“8h為一循環周期:4h紫外光照,黑板溫度(60± 3)°C,4h冷凝,黑板溫度(50±3)C°”,波長為310nm,光照強度為0.63W/(m2·nm) 。該試驗條件包含了影響建筑彩涂板涂層老化的三個比較主要的因素,即光照、濕度和溫度。試樣采用了普通聚酯(PE)、硅改性聚酯(SMP)、高耐候聚酯(HDP)和聚偏氟乙烯(PVDF)四個不同類型的彩涂板各3塊,共12塊;每個類型的3塊彩涂板的顏色均不同,四種類型的彩涂板中,1、5、7、11號樣為藍色彩涂板,2、4、9、10號樣為白色試樣,3、6、8、12 號樣為灰色彩涂板。按照標準進行加速老化試驗。試驗前,采用渦流儀測試彩涂板的涂層厚度; 當加速老化時間分別為200、400、600、1000、1500、2000和3000h時,采用相同的渦流儀,且在相同的校正條件下,再分別測試彩涂板涂層厚度。彩涂板涂層厚度測試時,同一試樣測試12次,取平均值作為測試結果。采用美國Q-Lab生產的型號為QUV/SPRAY的紫外老化試驗箱; 彩涂板涂層厚度測試儀器為渦流儀,由德國fisher公司生產。

    12塊試樣在不同試驗時間下的涂層厚度損失量見柱形圖。其中,某UVB試驗時間下涂層厚度的損失量=測試前涂層厚度-該UVB試驗時間后涂層厚度。

    不同時間下的涂層厚度損失量柱形圖

    從試驗結果可知,彩涂板涂層厚度損失量隨著紫外光老化時間增加而增加。但是,不同涂料類型的彩涂板,影響程度不同,PE和SMP彩涂板的涂層厚度損失量較大,HDP彩涂板涂層厚度損失量較小,PVDF彩涂板涂層厚度損失量最小。PE、SMP、HDP和PVDF 的藍色和白色彩涂板,涂層厚度損失量與紫外光加速老化時間成線性正相關,相關系數r>0.91,線性相關性比較強,且白色彩涂板回歸方程的斜率比藍色彩涂板數值小。彩涂板在使用過程中,其涂層厚度隨時間逐漸減薄,防護性能逐漸變差。建議彩涂板用戶根據用途、使用環境,選擇合適顏色及涂料類型的彩涂板。

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