• 您現在的位置是:主頁 | 服務中心 | 技術培訓 | 文檔閱讀
    文檔閱讀

    卷材塗料老化測試和測試標準

    來源:ag8亚游集团有限公司
    發布時間:2018/4/16 14:14:26
    眾所周知,每年由於老化所造成的經濟損 失數以百萬計。老化常常造成紡織品、塗料、 塑料以及其他一些有機物的物理性能發生變 化,主要表現在變色、失光、強度下降、龜裂、 剝落、粉化及氧化等。我們知道日光,特別是 短波長的紫外光、高溫、雨水、露水和以高濕 度形式出現的濕氣是造成上述損壞的主要因 素。

    1 老化試驗的目地

    眾所周知,每年由於老化所造成的經濟損失數以百萬計。老化常常造成紡織品、塗料、塑料以及其他一些有機物的物理性能發生變化,主要表現在變色、失光、強度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。我們知道日光,特別是短波長的紫外光、高溫、雨水、露水和以高濕度形式出現的濕氣是造成上述損壞的主要因素。

    進行老化測試的目的有下幾點:

    (1) 為了符合相關質量技術標準;

    (2) 避免由老化所造成的損失;

    (3) 提高產品的聲譽;

    (4) 檢驗供應商的產品質量;

    (5) 提高產品的耐候性;

    (6) 大幅度降低材料費用;

    (7) 擴大產品的品種;

    (8) 幫助進入新市場;

    (9) 在競爭中獲勝;

    (10) 走在標準的前麵。

    2 戶外天然老化測試

    戶外老化測試的結果是最接近於自然老化的一種測試方式。根據產品的使用條件,我們可以選擇不同地點進行室外曝曬測試,如美國 Q-PANEL 公司在兩個標誌性地點:佛羅裏達和亞利桑那曬場。表 1 為佛羅裏達和亞利桑那的自然條件比較。佛羅裏達為高輻照強度、高溫、高濕度的典型的亞熱帶氣候。苛刻的氣候對於戶外曝曬試驗是理想的地點,尤其對濕度敏感的材料,如塗料、建築材料和塑料的測試是格外有用的。而且,佛羅裏達對於抗黴試驗也是非常好的。

     佛羅裏達亞利桑那
    緯度25°27’33°23’
    海拔/英尺81 055
    平均日照TUV(每年平均光照弧度在295~385 nm的紫外光弧度)/( MJ·m- 2 )280334
    夏季極端平均溫度/ ℃3240

    亞利桑那則為產品提供更為嚴酷的曝曬環境。相比於佛羅裏達,高紫外線、極其高的溫度、大幅度的日溫差波動和低濕度水平是最為典型的沙漠氣候。在亞利桑那,年輻照度比佛羅裏達多 20%;最高氣溫通常高出 15 ℃。對於大多數材料來說,在這種苛刻的環境下降解速度比在佛羅裏達要快得多。對於塗料的顏色、塑料的熱老化和物理性能、塑料塗層的耐光以及紡織品的抗張強度等有顯著的影響。

    由於上述兩個自然曝曬場比溫和氣候條件的地區能出現更快速的降解過程,所以人們通常會采用“佛羅裏達耐候性”和“亞利桑那耐候性”作為耐用性試驗的基準。

    同時,Q-panel 公司還提供室外自然加速老化設備 Q-Trac。它是通過利用多麵鏡子將太陽光反射到樣品架上(需要指出的是,鏡子隻能反射 80%的太陽紫外線)加速產品的老化。Q-Trac 所能集中的紫外線相當於太陽的 5 倍;而 1 年的 Q-Trac 加速老化可等同於 5 年的佛羅裏達自然曝曬。適用於室外自然加速曝曬的國際標準有 ASTM G90《用集中自然光線法加速對非金屬材料的室外風蝕的規程》等。

    3 實驗室加速老化試驗

    由於自然的老化測試需要幾年的時間才能決定老化結果,對您的時間、日程安排、經費都是很大的考驗,同時,由於各地的氣候條件千變萬化,同樣的被測材料有可能得到相差很大的老化結果,實驗結果的重複性和可再現性不是很好。因而,人們傾向於使用實驗室設備人工加速老化,這樣不僅可以縮短試驗周期、重複性好、可用於質量控製和材料穩定性測試,同時,該種方法的應用範圍較廣,因僅在室內使用,可以不受自然條件限製,僅考慮人為因素的影響即可,且整個試驗過程都可由測試箱來完成。

    人工加速老化大致有碳弧燈模擬加速、紫外光加速人工老化、氙弧燈加速老化三大類。碳弧燈模擬加速老化試驗箱是最早出現的,因為維修費用高、不能校正、模擬光譜範圍狹窄等缺點,現在已很少使用的人已經不多。

    20 世紀 70 年代,出現了紫外加速老化試驗箱,我們知道太陽光中的紫外線,尤其是光譜中低於 360 nm以下的峰值是造成材料老化的要因。Q-panel 公司的QUV 紫外加速試驗機即通過紫外燈管發射出紫外光譜模擬日光中的紫外光部分使材料的加速老化。其熒光 UVB燈(UVB-313)的峰值波長在 313 nm左右,其能量幾乎全部集中在280~ 360 nm之間。能量分布的波長範圍比日光的要短,他可以最大程度地加速試驗。UVA-340 燈,其射線波長主要集中在 295 ~360 nm之間, UVA-340 燈短波輻射與 325 nm以下的日光直射很相似。根據對材料不同的老化要求,客戶可選擇不同的紫外燈管。此外,QUV紫外加速試驗機還擁有太陽眼功能,太陽眼是一種高精密的光度控製係統,其可以允許用戶選擇所期望的光照度水平,在太陽眼反饋回路係統的幫助下,可以對光照強度進行連續監測、全自動精確維護。當選擇強度為 0.68 W/m 2 /nm,波長為 340 的 UVA-340 燈,就可與夏季正午陽光強度相匹配。同時,QUV還可以模擬雨水和露水的影響,可采用冷凝和水噴淋兩種方式達到目的。冷凝與自然的潮濕一致,通過升溫加速試驗過程,產生的冷凝產物為純淨水-在樣品上無水漬或雜質產生。噴淋是模擬由於穩定溫度劇變和雨水衝刷所造成的機械侵蝕。

    適用於紫外加速老化測試的標準國際上主要有 ISO 4892—1:1999 《塑料實驗室光源曝露試驗方法 第一部分:通則》;ISO 4892 —3:1994 《塑料實驗室光源曝露試驗方法 第三部分:熒光紫外燈》;ASTM G—151《非金屬材料實驗室光源曝露加速試驗裝置的試驗標準》;ASTM G—154 《非金屬材料的紫外線熒光光源暴露試驗方法》等。

    從 20 世紀 50 年代開始,世界上出現了第一台氙弧燈模擬加速老化試驗機。氙弧燈以全陽光光譜作為光源,其采用合適的過濾處理後的氙弧燈是測試產品對直接陽光照射或透過玻璃的陽光中的長波紫外線和可見光的敏感度的最佳方式。它不但可以模擬室內材料的耐光性能(Q-SUN 通過窗玻璃過濾器過濾後),同時還可以模擬氣候環境(Q-SUN 具有水噴淋功能)。目前,應用最為廣泛的氙燈老化機有旋轉鼓式試驗機和試樣靜態安置的試驗機兩大類。旋轉鼓式被設計成容器內中心安放一支燈管,周圍是旋轉樣品架,圍繞光源旋轉。此類樣品放置體係經常被描述成“旋轉鼓”。而試樣靜態安置的老化機的被測樣品靜置,通過各種控製手段來嚴格控製老化,包括模擬完全陽光光譜的氙燈、多種選擇的過濾係統、太陽眼 TM 幅照度控製、符合 ISO 9000 的標準的校準、黑板溫度控製係統、滿足ISO和ASTM 要求的試驗方法、三維試樣固定架和水噴淋功能。

    由於目前可選擇的氙燈試驗機的品種很多,大多數標準化組織(包括 ISO 和 ASTM),都傾向於發展以性能為基礎的測試手段和方式。這些方式定出了測試條件(如輻照、光譜、溫度、濕度等)以及可接受的性能範圍。而不要求使用任何特殊的裝置和硬件配置。這些標準正取代基於硬件要求(如水冷燈管和風冷燈管)的舊式標準。舊式標準的製定是因為當時缺乏有效的技術去精確測量和控製嚴格的測試條件。由於不能控製,所有我們的標準隻能簡單的描述裝置。希望曝曬試驗的樣品因為使用相同的硬件,能達到相同的作用和結果,但常常事與願違。

    為了進一步比較室內的老化試驗與室外曝曬有什麽不同,幾年前,Q-panel 公司和世界某著名品牌的卷材塗料生產商合作對各類不同的卷材塗料進行了為期 10 年的室外自然老化曝曬、室外人工加速老化曝曬和實驗室人工加速老化曝曬的比照試驗研究。該測試采用五大類不同的樹脂,包括聚酯、塑料溶膠、70% 的 PVDF、丙烯酸乳液、矽改性聚酯。試驗共采用了 23 中不同顏色、不同基料的樣品。室外自然老化曝曬主要在 Q-panel 公司的佛羅裏達、亞利桑那兩個曝曬場進行,實驗室人工加速老化采用 Q-panel 公司的 UV 熒光紫外燈、氙燈測試箱。對樣品性能進行了測試,實驗結果表明能模擬室外老化的效果。

    ISO 4892—1:1999 《塑料實驗室光源暴露試驗方法 第一部分:通則》;則是基於這一基礎上的國際標準。該標準是最早的以性能為基礎的國際標準,由 ISO TC 61委員會在 1994 年製訂的。在其附則中,詳細地介紹並推薦了水冷型氙燈和風冷型氙燈兩大類老化試驗機。而基於 ISO 4892 上,ASTM G03 委員會製訂了 G151—G155 老化測試標準。也就是說,基於以性能為基礎的老化標準越來越得到人們的認同和應用。2003 年,ISO TC 61 委員會又對 1994 版的 ISO 4892-3:1994 《塑料實驗室光源曝露試驗方法 第三部分: 熒光紫外燈》和 ISO 4892—2:1994《塑料實驗室光源曝露試驗方法 第二部分:氙弧燈》進行了重新的補充和修訂,這就是最新 2003 版的 ISO 4892。另外, 2004 年 10 月 16~22 日,在中國的成都將舉行 TC 61 委員會 2004 年年會。

    總之,目前的老化試驗辦法和老化試驗設備有多種選擇。隻有根據你的材料和試驗目的選擇合適的設備,才能保證你的試驗達到滿意的效果。

    我們的優勢
    1

    百年名企

    曆經百年磨煉,樹立行業典範

    2

    專業創新

    豐富的行業經驗,不斷追求自我創新

    3

    規模龐大

    營銷網絡遍及全國及東南亞

    4

    渠道寬廣

    擁有來全球超過45個品牌的銷售代理權

    5

    優質產品

    匯集全球優質產品,隻為成就客戶

    6

    真誠服務

    以人為本,滿足客戶全方位需求