對(duì)樹脂(乳液)及涂料的耐候性能的測(cè)試,采取的主要手段是在紫外老化機(jī)中進(jìn)行加速老化試驗(yàn),輔之以天然曝曬試驗(yàn),試驗(yàn)周期長(zhǎng)。根據(jù)涂料老化機(jī)理,主要是涂層吸收紫外光后發(fā)生光化學(xué)降解反應(yīng),使涂膜失光、變色、粉化、變脆、龜裂直至脫落。因此,樹脂清漆對(duì)紫外光的吸收和老化有著密切的關(guān)系,所以我們開展了樹脂清漆的紫外吸收與加速老化的對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果證明它們之間確實(shí)有一定的相關(guān)性。因此,在研究涂料配方時(shí)先考察樹脂清漆對(duì)紫外光的吸收,選出吸收較弱的樣品進(jìn)行涂料配方試驗(yàn),然后再做加速老化試驗(yàn)。
紫外可見光譜法的特點(diǎn)是能在幾個(gè)配方中快速篩選出耐老化性能相列優(yōu)異的配方,改變了目前幾個(gè)配方的樣品必須都進(jìn)老化箱進(jìn)行加速試驗(yàn),經(jīng)過(guò)幾周時(shí)間的比較,才能篩選出性能優(yōu)異的配方的現(xiàn)狀,大大提高了研發(fā)速度,對(duì)早出成果、快出成果有著極其重要的意義。
1試驗(yàn)部分
1.1試驗(yàn)樣品
3種不同牌號(hào)的丙烯酸樹脂,編號(hào)為1#~3#;固化劑。
1.2試驗(yàn)用儀器和材料
紫外老化機(jī)QUVspray:美國(guó)產(chǎn)(使用UVB-313燈管,光譜范圍275-390um);色差儀BYK-6831:德國(guó)產(chǎn);光澤儀BYK gardner:德國(guó)產(chǎn);紫外可見分光光度計(jì)7504P C;石英比色皿10mm;普通玻璃板;鋁板150 X 75 X(2-3)mm;100 mm的濕膜制備器;烘箱;電爐;250mL玻璃燒杯。
1.3紫外光譜法漆膜制備
根據(jù)各型號(hào)樹脂的清漆配比配制漆液,用100u m的濕膜制備器在玻璃板上制備漆膜、放入80℃的烘箱中烘干,水煮10-30min后脫膜,將漆膜裁成與比色皿側(cè)面大小相同的長(zhǎng)方型,備用。
1.4掃描操作
掃描波長(zhǎng)范圍為200-800n m,調(diào)好儀器零點(diǎn),把裁好的漆膜貼在比色皿側(cè)面,放人光路,開始掃描,吸收譜圖如圖1。
1.5耐老化試驗(yàn)試板的制備
根據(jù)各型號(hào)樹脂的清漆配比配制漆液,先在鋁板上噴涂25um厚的白漆,再噴涂20um厚的各種清漆,標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)7d后投入試驗(yàn)。每個(gè)樣品3塊板用于試驗(yàn),空白板1塊用于測(cè)試對(duì)照。
1.6耐老化試驗(yàn)
運(yùn)行條件:60℃紫外照射4h、50℃冷凝4h為一個(gè)循環(huán)。定時(shí)測(cè)試每塊試板的光澤和色差,繪制失光率一時(shí)間曲線和色差一時(shí)間曲線如圖2和圖3。
2結(jié)果與討論
2.1 3個(gè)樣品的紫外可見光吸收
從譜圖1可看出,1#樣品在紫外區(qū)的吸收zui弱,2#樣品次之,3#樣品zui強(qiáng),3個(gè)樣品在可見光區(qū)無(wú)吸收。
2.2 3個(gè)樣品的耐老化試驗(yàn)中失光率和色差隨時(shí)間
由圖2可見,在230h之前,1#、2#、3。樣品的失光率相同,在230h之后,3個(gè)樣品的失光率出現(xiàn)了差異, 至近900h時(shí),1#樣品失光率為5%,2#樣品為20%,3#樣品達(dá)則到了40%。色差隨時(shí)間的變化如圖3所示。從圖3可見,1 #樣顏色變化zui小,2#樣品次之,3#樣變化zui大。
2.3 紫外吸收強(qiáng)度與失光率和色差的相關(guān)性
紫外吸收zui弱的樣品,在老化過(guò)程中的相同時(shí)間失光率zui小、色差也zui小,反之,對(duì)紫外光吸收zui強(qiáng)的樣品,在老化時(shí)的同一時(shí)間失光率zui大、色差也zui大。兩種方法的試驗(yàn)結(jié)果有很好的相關(guān)性。
2.4方法的應(yīng)用
*,高分子材料的光化學(xué)降解反應(yīng)都是因?yàn)槲兆贤夤庖鸬?,正是這些光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致高分子樹脂的不斷老化直至被破壞。因此,只要考察樹脂清漆對(duì)紫外光的吸收情況,就可以初步判斷涂料耐老化的好壞,用于涂料配方的考察可以加快產(chǎn)品開發(fā)速度。
根據(jù)兩種測(cè)試方法在材料喇老化方面的相關(guān)性,我們可以用幾個(gè)小時(shí)或是更短的時(shí)間做出材料的紫外吸收譜圖,根據(jù)譜圖的吸收情況,就可定性地優(yōu)選出耐老化性能相對(duì)較好的材料,再進(jìn)一步測(cè)試在老化機(jī)中能耐受的時(shí)限。方法快捷、準(zhǔn)確,是一種實(shí)用的材料耐老化考察方法。
紫外吸收法不僅可用于樹脂或乳液的篩選,在涂料配方的研究中也同樣適用。
另外,本試驗(yàn)中紫外吸收用的樣品是漆膜,我們也可嘗試直接測(cè)試液體樣品的紫外吸收,只要選擇好溶劑即可,這樣省去了制作漆膜的過(guò)程。