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UV紫外光老化試驗(yàn)箱光老化時(shí)間對(duì)彩涂板涂層厚度的影響
摘要：UV紫外光老化試驗(yàn)箱是最常見的模擬太陽光紫外線老化的設(shè)備，其中對(duì)于彩涂板涂層在進(jìn)行紫外光老化的試驗(yàn)。有研究人員對(duì)其進(jìn)行過透徹的試驗(yàn)研究。 |
涂料類型為PE、SMP、HDP和PVDF的彩涂板，進(jìn)行耐紫外光加速老化試驗(yàn)，考察光老化時(shí)間對(duì)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(yàn)結(jié)果可知，彩涂板涂層厚度損失量隨著紫外光老化時(shí)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?yàn)镻E和SMP＞HDP＞PVDF；紫外光老化試驗(yàn)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(cè)中一個(gè)非常重要的指標(biāo)，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(duì)于這一問題的研究，國(guó)內(nèi)外有較多的報(bào)道，但是，涂層的老化進(jìn)程對(duì)彩涂板涂層厚度的影響研究卻鮮有報(bào)道。而建筑彩涂板在實(shí)際使用過程中，在日曬雨淋的環(huán)境下，其涂層厚度隨時(shí)間是否發(fā)生改變，會(huì)發(fā)生怎樣的改變，改變程度有多大，對(duì)這個(gè)問題的探討具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
涂層老化的主要原因通常是指太陽輻射、環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，次要原因是指空氣污染、酸雨、生物現(xiàn)象、風(fēng)沙等。涂層老化的類型和表現(xiàn)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(huán)境使用的彩涂板，主要的老化方式應(yīng)為光氧化降解。
太陽光通?？煞譃?個(gè)主要波長(zhǎng)范圍：紫外線(波長(zhǎng)200～400nm)、可見光(波長(zhǎng)400～720nm)和紅外線(720～2500nm) 。其中，紫外線按波長(zhǎng)的長(zhǎng)短又可細(xì)分為短波UVC(200～290nm)、中波UVB(290～320nm)和長(zhǎng)波UVA(320～400nm)。太陽光通過外空間和高空大氣層后，290nm波長(zhǎng)以下紫外光幾乎全部被濾除，因此到達(dá)地面的紫外線實(shí)際上只有中波UVB和長(zhǎng)波UVA。中波UVB比長(zhǎng)波UVA對(duì)彩涂板涂層損壞要大。
紫外老化加速試驗(yàn)方法是按照GB/T 13448—2006《彩色涂層鋼板及鋼帶試驗(yàn)方法》中的紫外老化試驗(yàn)方法，具體試驗(yàn)條件為“8h為一循環(huán)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(zhǎng)為310nm，光照強(qiáng)度為0.63W/(m2·nm) 。該試驗(yàn)條件包含了影響建筑彩涂板涂層老化的三個(gè)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(gè)不同類型的彩涂板各3塊，共12塊；每個(gè)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(hào)樣為藍(lán)色彩涂板，2、4、9、10號(hào)樣為白色試樣，3、6、8、12號(hào)樣為灰色彩涂板。按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加速老化試驗(yàn)。試驗(yàn)前，采用渦流儀測(cè)試彩涂板的涂層厚度；當(dāng)加速老化時(shí)間分別為200、400、600、1000、1500、2000和3000h時(shí)，采用相同的渦流儀，且在相同的校正條件下，再分別測(cè)試彩涂板涂層厚度。彩涂板涂層厚度測(cè)試時(shí)，同一試樣測(cè)試12次，取平均值作為測(cè)試結(jié)果。
12塊試樣在不同試驗(yàn)時(shí)間下的涂層厚度損失量見柱形圖。其中，某UVB試驗(yàn)時(shí)間下涂層厚度的損失量=測(cè)試前涂層厚度－該UVB試驗(yàn)時(shí)間后涂層厚度。
不同時(shí)間下的涂層厚度損失量柱形圖
從試驗(yàn)結(jié)果可知，彩涂板涂層厚度損失量隨著紫外光老化時(shí)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小。PE、SMP、HDP和PVDF的藍(lán)色和白色彩涂板，涂層厚度損失量與紫外光加速老化時(shí)間成線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r＞0.91，線性相關(guān)性比較強(qiáng)，且白色彩涂板回歸方程的斜率比藍(lán)色彩涂板數(shù)值小。彩涂板在使用過程中，其涂層厚度隨時(shí)間逐漸減薄，防護(hù)性能逐漸變差。建議彩涂板用戶根據(jù)用途、使用環(huán)境，選擇合適顏色及涂料類型的彩涂板。
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