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復(fù)色粉末涂層耐候性能測試分析
單色粉末涂料涂層的耐候性能分析起來還比較簡單，多是聚酯與固化劑加助劑、顏填料按標(biāo)準(zhǔn)配方來生產(chǎn)，與已經(jīng)檢測過的樹脂加顏料的低值數(shù)據(jù)相差不大。各類單色顏料在膜厚60-70μm時(shí)，遮蓋住底材的大概加量數(shù)值如下：白色中鈦白粉22%，黑色中碳黑0.7%，有機(jī)顏料藍(lán)色、綠色中加酞青綠、酞青藍(lán)大概4%，黃色、紅色中的永固黃PY139/191 、吡咯紅PR254加量要>5%(湖北來斯技術(shù)部經(jīng)驗(yàn)數(shù)值)。不過這樣做單色的品種很少，多是要加鈦白粉來增白、增艷。
在實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)色粉末涂層占絕大多數(shù)，其涂層耐候性能的判定，就不能簡單的疊加來估測。特別體現(xiàn)在褪色、粉化這兩個(gè)指標(biāo)上，沒有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可依，可能比其中幾種顏料耐候指數(shù)的乘積%還要少很多。我們?cè)?jīng)遇到過，PR254和鐵紅在配方中少于1%，戶外2個(gè)月時(shí)間，紅色都褪沒有了。但是單純的濃色曬板時(shí)，在一年的時(shí)間內(nèi)，紅色保色率都符合要求。所以復(fù)色涂層必須做好樣板經(jīng)過自然老化和人工加速老化來取得某一品種的數(shù)據(jù)。生產(chǎn)廠家開發(fā)一個(gè)新品耗時(shí)至少得1、2年時(shí)間。上自然暴曬主要是美國的弗羅里達(dá)州自然暴曬實(shí)驗(yàn)中心的數(shù)據(jù)有說服力，在國內(nèi)主要是海南、廣州的自然暴曬場。人工加速老化試驗(yàn)儀器，主要是紫外老化試驗(yàn)箱和WOM (人工加速老化)兩種。
下面就這兩種方法，分析如下：
自然老化與人工加速老化的比較
紫外老化試驗(yàn)箱光源紫外光(313nm,340nm)燈：主要為313(UVB燈)，340(UVA燈)波長附近的紫外光，沒有可見光。
強(qiáng)度大于自然光照，一般幾百小時(shí)就使材料明顯變化，破壞UV短波會(huì)破壞樹脂，使樹脂表面失去光澤，脆裂等。
用途:一般用于檢測樹脂及其固化劑，以及所在的配方中的含量。
WOM光源氙燈：摸擬自然光，主要為UV的長波(340)+可見光區(qū)域，強(qiáng)度強(qiáng)于自然光，模擬自然環(huán)境，需要2000小時(shí)以上，涂層才可能有變化，破壞UV光+可見光引起表面顏色變化
用途:檢測顏料/染料等著色劑。
使用紫外加速老化試驗(yàn)箱作為測試手段的不足
粉末涂料生產(chǎn)廠家進(jìn)行人工加速老化試驗(yàn)時(shí)多選擇紫外老化試驗(yàn)箱，主要原因有兩個(gè)，一是紫外老化試驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)成本低，而WOM(Weather-O-Meter)要貴很多，做大量數(shù)據(jù)不是一般企業(yè)能夠承受的;二是設(shè)備廠商為了多賣設(shè)備有意無意在誤導(dǎo)客戶，讓人以為用紫外老化試驗(yàn)箱就能夠檢測顏料的耐光性能。
其實(shí)，紫外老化試驗(yàn)箱(尤其是紫外老化試驗(yàn)箱-B)的輻射曲線與自然光相差甚遠(yuǎn)，得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也不能準(zhǔn)確反映自然曝曬的結(jié)果。UVB在波長310-320nm有一個(gè)高峰，許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高性能顏料(DPP尤其明顯)的化學(xué)結(jié)構(gòu)恰恰在這一段上禁不起輻射破壞，然而這在自然環(huán)境中是不可能出現(xiàn)的，因此用紫外老化試驗(yàn)箱來檢測高性能顏料往往會(huì)得出與自然使用條件下相反的結(jié)果，這就是為什么在紫外老化試驗(yàn)箱測試中會(huì)出現(xiàn)紅PR112比紅PR254好，黃PY74比鐵黃好的主要原因。許多研究結(jié)果已經(jīng)證明紫外老化試驗(yàn)箱比較適合測試樹脂的耐候性而不是顏料。
所以對(duì)一個(gè)復(fù)色涂層的評(píng)判，一定要綜合這些數(shù)據(jù)，才能得出結(jié)論。杭州灣跨海大橋上，用的藍(lán)色涂層，1-2年后，其東西兩側(cè)的色差就很明顯。
添加紫外線吸收劑、抗氧劑
有些客戶在做顏料人工加速老化試驗(yàn)的時(shí)候，測試涂層中不加足夠量的紫外線吸收劑類助劑，或者根本就不加，這樣的作法對(duì)終結(jié)果影響很大。因?yàn)椋瑯渲跍y試的時(shí)間內(nèi)必須保證沒有顏色變化，才能區(qū)分出顏料的性能。
首先要明確的是紫外線吸收劑類助劑的作用是對(duì)樹脂進(jìn)行保護(hù)而不是顏料，因此在對(duì)顏料耐候性測試時(shí)必須加入足夠量的光穩(wěn)定劑和吸收劑，以避免樹脂受紫外光破壞而發(fā)生結(jié)構(gòu)斷裂，宏觀現(xiàn)象就是開裂、粉化。一旦樹脂開裂和粉化，在水的作用下會(huì)使光線來回折射增加照射量進(jìn)而使試驗(yàn)條件更加惡化，終影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且粉化的樹脂表面也增加了判斷顏料好壞的難度。建議添加范圍，紫外線吸收劑0.2-0.5%，抗氧劑0.5-1.0%。這類產(chǎn)品，湖北來斯有售。并且都經(jīng)過老化檢測，*。
人工加速老化和自然曝曬的區(qū)別
自然環(huán)境中對(duì)顏料耐候性能影響的要素包括：光照強(qiáng)度、熱量、水(汽)、污染(化學(xué)品、酸雨)等。所有這些因素應(yīng)該在人工加速老化中要體現(xiàn)出來，而且要得到準(zhǔn)確的結(jié)果，模擬的量也要等同或接近自然曝曬環(huán)境。而且，人工加速老化是在短時(shí)間(100-5000小時(shí))內(nèi)模擬戶外長時(shí)間的自然曝曬。加速老化就必須提高單位時(shí)間的照射強(qiáng)度以及在短時(shí)間里獲得與自然老化相同的輻射能量。
衡量人工加速老化的一個(gè)重要指標(biāo)就是UV輻射量。為模擬自然曝曬(如：美國佛羅里達(dá)曝曬)，人工加速老化中樣品所受到的UV曝曬能量應(yīng)等量于一定時(shí)間內(nèi)自然老化中光照能量。由于人工老化與自然暴曬有區(qū)別(環(huán)境，溫度等)，會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。我們所要做的，就是如何選取合適的試驗(yàn)方法來盡量接近自然條件，得到準(zhǔn)確的結(jié)果。
很多客戶認(rèn)為用人工加速老化試驗(yàn)就能代替自然曝曬其實(shí)是個(gè)理解誤區(qū)，一般而言，如果是初次進(jìn)行人工加速老化實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該與自然曝曬同時(shí)進(jìn)行并進(jìn)行對(duì)比，主要目的是為了檢驗(yàn)所設(shè)置的人工加速老化條件(樣板配方、曝曬條件)是否正確，如果人工加速老化終的數(shù)據(jù)與自然曝曬差異過大或者出現(xiàn)相反的結(jié)果，則說明所設(shè)置的條件是錯(cuò)誤的，所得到的數(shù)據(jù)不能用于證明其中的復(fù)色顏料的耐候性能。
復(fù)色顏料的耐候性與整個(gè)配方有關(guān)系，如果要求很高的耐候保證，客戶需要對(duì)特定的配方涂層進(jìn)行測試。