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卷材涂料老化测试战测试尺度-Q-Lab

来源:本站原创   更新时间:2019-09-04

 

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  第 21 次全国涂料工业消息年会暨第 2 届彩板及涂料涂拆论坛 卷材涂料老化测试和测试尺度 Patrick Brennan (Q-panel Lab Products) 张 恒(翁开尔(上海)国际商业无限公司,200062) 1 老化试验的目地 家喻户晓,每年因为老化所形成的经济损 失数以百万计。老化常常形成纺织品、涂料、 塑料以及其他一些无机物的物能发生变 化,次要表示正在变色、失光、强度下降、龟裂、 剥落、粉化及氧化等。我们晓得日光,出格是 短波长的紫外光、高温、雨水、露珠和以高湿 度形式呈现的湿气是形成上述损坏的次要因 素。 进行老化测试的目标有下几点: (1) 为了合适相关质量手艺尺度; (2) 避免由老化所形成的丧失; (3) 提高产物的声誉; (4) 查验供应商的产质量量; (5) 提高产物的耐候性; (6) 大幅度降低材料费用; (7) 扩大产物的品种; (8) 帮帮进入新市场; (9) 正在合作中获胜; (10) 走正在尺度的前面。 那的天然前提比力。佛罗里达为高辐照强度、 高温、高湿度的典型的带天气。苛刻的气 候对于户外曝晒试验是抱负的地址,特别对湿 度的材料,如涂料、建建材料和塑料的测 试是非分特别有用的。并且,佛罗里达对于抗霉试 验也常好的。 表 1 佛罗里达/亚利桑那天然前提比力 佛罗里达 纬度 海拔/英尺 平均日照TUV(每年平 均 光 照 弧 度 正在 295~385 nm的紫外光 弧度)/( MJ·m ) 夏日极端平均温度/ ℃ 32 40 -2 亚利桑那 33°23’ 1 055 25°27’ 8 280 334 亚利桑那则为产物供给更为的曝晒 。比拟于佛罗里达,高紫外线、极其高的 温度、大幅度的日温差波动和低湿度程度是最 为典型的戈壁天气。正在亚利桑那,年辐照度比 佛罗里达多 20%;最高气温凡是超出跨越 15 ℃。 对于大大都材料来说,正在这种苛刻的下降 解速度比正在佛罗里达要快得多。对于涂料的颜 色、塑料的热老化和物能、塑料涂层的耐 光以及纺织品的抗张强度等有显著的影响。 因为上述两个天然曝晒场比暖和天气条 件的地域能呈现更快速的降解过程,所以人们 凡是会采用“佛罗里达耐候性”和“亚利桑那 耐候性”做为耐用性试验的基准。 2 户外天然老化测试 户外老化测试的成果是最接近于天然老 化的一种测试体例。按照产物的利用前提,我 们能够选择分歧地址进行室外曝晒测试,如美 国 Q-PANEL 公司正在两个标记性地址: 佛罗里 达和亚利桑那晒场。 表 1 为佛罗里达和亚利桑 174 X卷材涂料老化测试和测试尺度 同时, Q-panel 公司还供给室外天然加快 老化设备 Q-Trac。它是通过操纵多面镜子将 太阳光反射到样品架上(需要指出的是,镜子 只能反射 80 %的太阳紫外线)加快产物的老 化。 Q-Trac 所能集中的紫外线 年的 Q-Trac 加快老化可等同于 5 年 的佛罗里达天然曝晒。合用于室外天然加快曝 晒的国际尺度有 ASTM G90 《用集中天然光线 法加快对非金属材料的室外风蚀的规程》等。 次要集中正在 295 ~360 nm之间, UVA-340 灯 短波辐射取 325 nm以下的日光曲射很类似。 按照对材料分歧的老化要求,客户可选择分歧 的紫外灯管。此外,QUV紫外加快试验机还拥 有太阳眼功能,太阳眼是一种高细密的光度控 制系统,其能够答应用户选择所期望的光照度 程度,正在太阳眼反馈回系统的帮帮下,能够 对光照强度进行持续监测、全从动切确。 被选择强度为 0.68 W/m2/nm,波长为 340 的 UVA-340 灯,就可取夏日正午阳光强度相匹 配。 同时, QUV还能够模仿雨水和露珠的影响, 可采用冷凝和水喷淋两种体例达到目标。冷凝 取天然的潮湿分歧,通过升温加快试验过程, 发生的冷凝产品为水-正在样品上无水渍 或杂质发生。喷淋是模仿因为不变温度剧变和 雨水冲刷所形成的机械。 合用于紫外加快老化测试的尺度国际上 次要有 ISO 4892—1:1999 《塑料尝试室光源 曝露试验方式 第一部门:公例》 ; ISO 4892 —3:1994 《塑料尝试室光源曝露试验方式 第 三部门:荧光紫外灯》 ;ASTM G—151《非金 属材料尝试室光源曝露加快试验安拆的试验 尺度》 ; ASTM G— 154 《非金属材料的紫外 线荧光光源试验方式》等。 从 20 世纪 50 年代起头, 世界上呈现了第 一台氙弧灯模仿加快老化试验机。氙弧灯以全 阳光光谱做为光源,其采用合适的过滤处置后 的氙弧灯是测试产物对间接阳光映照或透过 玻璃的阳光中的长波紫外线和可见光的 度的最佳体例。它不单能够模仿室内材料的耐 光机能(Q-SUN 通过窗玻璃过滤器过滤后) , 同时还能够模仿天气(Q-SUN 具有水喷 淋功能) 。目前,使用最为普遍的氙灯老化机 有扭转鼓式试验机和试样静态安设的试验机 两大类。扭转鼓式被设想成容器内核心安放一 支灯管,四周是扭转样品架,环绕光源扭转。 此类样品放置系统经常被描述成“扭转鼓” 。 而试样静态安设的老化机的被测样品静置,通 过各类节制手段来严酷节制老化,包罗模仿完 全阳光光谱的氙灯、多种选择的过滤系统、太 3 尝试室加快老化试验 因为天然的老化测试需要几年的时间才 能决定老化成果,对您的时间、日程放置、经 费都是很大的,同时,因为各地的天气条 件千变万化,同样的被测材料有可能获得相差 很大的老化成果,尝试成果的反复性和可再现 性不是很好。因此,人们倾向于利用尝试室设 备人工加快老化,如许不只能够缩短试验周 期、反复性好、可用于质量节制和材料不变性 测试,同时,该种方式的使用范畴较广,因仅 正在室内利用,能够不受天然前提,仅考虑 报酬要素的影响即可,且整个试验过程都可由 测试箱来完成。 人工加快老化大致有碳弧灯模仿加快、紫 外光加快人工老化、氙弧灯加快老化三大类。 碳弧灯模仿加快老化试验箱是最早呈现 的,由于维修费用高、不克不及校正、模仿光谱范 围狭小等错误谬误,现正在已很少利用的人曾经不 多。 20 世纪 70 年代,呈现了紫外加快老化试 验箱,我们晓得太阳光中的紫外线,特别是光 谱中低于 360 nm以下的峰值是形成材料老化 的要因。Q-panel 公司的QUV 紫外加快试验 机即通过紫外灯管发射出紫外光谱模仿日光 中的紫外光部门使材料的加快老化。其荧光 UVB灯(UVB-313)的峰值波长正在 313 nm左 左, 其能量几乎全数集中正在 280~ 360 nm之间。 能量分布的波长范畴比日光的要短,他能够最 大程度地加快试验。 UVA-340 灯, 其射线 次全国涂料工业消息年会暨第 2 届彩板及涂料涂拆论坛 WWW 阳眼 TM 幅照度节制、合适 ISO 9000 的尺度 的校准、 黑板温度节制系统、 满脚 ISO 和 ASTM 要求的试验方式、三维试样固定架和水喷淋功 能。 因为目前可选择的氙灯试验机的品种很 多,大大都尺度化组织(包罗 ISO 和 ASTM) , 都倾向于成长以机能为根本的测试手段和方 式。这些体例定出了测试前提(如辐照、光谱、 温度、湿度等)以及可接管的机能范畴。而不 要求利用任何特殊的安拆和硬件设置装备摆设。这些标 准正代替基于硬件要求(如水冷灯管和风冷灯 管)的旧式尺度。旧式尺度的制定是由于其时 缺乏无效的手艺去切确丈量和节制严酷的测 试前提。因为不克不及节制,所有我们的尺度只能 简单的描述安拆。但愿曝晒试验的样品由于使 用不异的硬件,能达到不异的感化和成果,但 常常事取愿违。 为了进一步比力室内的老化试验取室外 曝晒有什么分歧,几年前,Q-panel 公司和世 界某出名品牌的卷材涂料出产商合做对各类 分歧的卷材涂料进行了为期 10 年的室外天然 老化曝晒、室外人工加快老化曝晒和尝试室人 工加快老化曝晒的比照试验研究。该测试采用 五大类分歧的树脂, 包罗聚酯、 塑料溶胶、 70% 的 PVDF、丙烯酸乳液、硅改性聚酯。试验共 采用了 23 中分歧颜色、分歧基料的样品。室 外天然老化曝晒次要正在 Q-panel 公司的佛罗 里达、亚利桑那两个曝晒场进行,尝试室人工 加快老化采用 Q-panel 公司的 UV 荧光紫外 灯、氙灯测试箱。对样品机能进行了测试,实 验成果表白能模仿室外老化的结果。 ISO 4892—1:1999 《塑料尝试室光源暴 露试验方式 第一部门:公例》 ;则是基于这一 根本上的国际尺度。该尺度是最早的以机能为 根本的国际尺度, 由 ISO TC 61 委员会正在 1994 年制定的。正在其附则中,细致地引见并保举了 水冷型氙灯和风冷型氙灯两大类老化试验机。 而基于 ISO 4892 上,ASTM G03 委员会制定 了 G151—G155 老化测试尺度。也就是说, 基于以机能为根本的老化尺度越来越获得人 们的认同和使用。 2003 年, ISO TC 61 委员会 又对 1994 版的 ISO 4892-3:1994 《塑料尝试 室光源曝露试验方式 第三部门: 荧光紫外 灯》和 ISO 4892—2:1994《塑料尝试室光源 曝露试验方式 第二部门:氙弧灯》进行了沉 新的弥补和修订,这就是最新 2003 版的 ISO 4892。别的, 2004 年 10 月 16~22 日,正在中 国的成都将举行 TC 61 委员会 2004 年年会。 总之,目前的老化试验法子和老化试验设 备有多种选择。只要按照你的材料和试验目标 选择合适的设备,才能你的试验达到对劲 的结果。 Patrick J. Brennan 先生 美国 Q-panel 公司的高级副总裁。持久处置老化测试和 测试尺度的研究, 是老化测试范畴内具有国际影响力的专 家。 此外, 他仍是美国尺度化组织部门分部的, 包罗: 美国 AATCC ( 美国纺织化学师和印染师协会)所属 RA 64 老化机能测试分部; 美国 SAE/IFAI (美国灵活工程师协会 / 国际纺织工艺协 会)所属交通类老化和变色分部; 美国 ASTM( 美国材料试验协会) D20.25 塑料耐久型 分部 ; 美国 ASTM( 美国材料试验协会) G03.03.02 机能根本 型尺度分部; ISO 国际尺度化协会美国分会 TC 61 (塑料分部 )的 等。 Patrick J. Brennan, Senior Vice-President -Chairman of AATCC RA 64 Weathering Resistance Test Methods Committee -Chairman of ASTM D20.50 Durability of Plastics Subcommittee -Co-Chairman of ASTM G03.03.02 Performance Standards Task Group -Co-Chairman of SAE/IFAI Transportation Division Fade & Weathering Committee -Secretariat of AATCC RA 50 Colostness to Light Test Methods Committee -Member of U.S. TAG to ISO TC 61 Committee (Plastics) -Member of U.S. TAG to ISO TC 38 Committee (Textiles) 联系德律风 翁开尔(上海)国际商业无限公司 地址:上海市中江 65 号 3 号楼 3 楼 176

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