對樹(shù)脂(乳液)及涂料的耐候性能的測試,采取的主要手段是在紫外老化機中進(jìn)行加速老化試驗,輔之以天然曝曬試驗,試驗周期長(cháng)。根據涂料老化機理,主要是涂層吸收紫外光后發(fā)生光化學(xué)降解反應,使涂膜失光、變色、粉化、變脆、龜裂直至脫落。因此,樹(shù)脂清漆對紫外光的吸收和老化有著(zhù)密切的關(guān)系,所以我們開(kāi)展了樹(shù)脂清漆的紫外吸收與加速老化的對比試驗,結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(shù)脂清漆對紫外光的吸收,選出吸收較弱的樣品進(jìn)行涂料配方試驗,然后再做加速老化試驗。
紫外可見(jiàn)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,經(jīng)過(guò)幾周時(shí)間的比較,才能篩選出性能優(yōu)異的配方的現狀,大大提高了研發(fā)速度,對早出成果、快出成果有著(zhù)極其重要的意義。
1試驗部分
1.1試驗樣品
3種不同牌號的丙烯酸樹(shù)脂,編號為1#~3#;固化劑。
1.2試驗用儀器和材料
紫外老化機QUVspray:美國產(chǎn)(使用UVB-313燈管,光譜范圍275-390um);色差儀BYK-6831:德國產(chǎn);光澤儀BYK gardner:德國產(chǎn);紫外可見(jiàn)分光光度計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
根據各型號樹(shù)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面大小相同的長(cháng)方型,備用。
1.4掃描操作
掃描波長(cháng)范圍為200-800n m,調好儀器零點(diǎn),把裁好的漆膜貼在比色皿側面,放人光路,開(kāi)始掃描,吸收譜圖如圖1。
1.5耐老化試驗試板的制備
根據各型號樹(shù)脂的清漆配比配制漆液,先在鋁板上噴涂25um厚的白漆,再?lài)娡?/span>20um厚的各種清漆,標準條件下養護7d后投入試驗。每個(gè)樣品3塊板用于試驗,空白板1塊用于測試對照。
1.6耐老化試驗
運行條件:60℃紫外照射4h、50℃冷凝4h為一個(gè)循環(huán)。定時(shí)測試每塊試板的光澤和色差,繪制失光率一時(shí)間曲線(xiàn)和色差一時(shí)間曲線(xiàn)如圖2和圖3。
2結果與討論
2.1 3個(gè)樣品的紫外可見(jiàn)光吸收
從譜圖1可看出,1#樣品在紫外區的吸收zui弱,2#樣品次之,3#樣品zui強,3個(gè)樣品在可見(jiàn)光區無(wú)吸收。
2.2 3個(gè)樣品的耐老化試驗中失光率和色差隨時(shí)間
由圖2可見(jiàn),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#樣品達則到了40%。色差隨時(shí)間的變化如圖3所示。從圖3可見(jiàn),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,對紫外光吸收zui強的樣品,在老化時(shí)的同一時(shí)間失光率zui大、色差也zui大。兩種方法的試驗結果有很好的相關(guān)性。
2.4方法的應用
*,高分子材料的光化學(xué)降解反應都是因為吸收紫外光引起的,正是這些光化學(xué)反應導致高分子樹(shù)脂的不斷老化直至被破壞。因此,只要考察樹(shù)脂清漆對紫外光的吸收情況,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(kāi)發(fā)速度。
根據兩種測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,根據譜圖的吸收情況,就可定性地優(yōu)選出耐老化性能相對較好的材料,再進(jìn)一步測試在老化機中能耐受的時(shí)限。方法快捷、準確,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(shù)脂或乳液的篩選,在涂料配方的研究中也同樣適用。
另外,本試驗中紫外吸收用的樣品是漆膜,我們也可嘗試直接測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。