汽车油漆涂层耐候性分析及紫外加速老化试验方法

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1、汽车油漆涂层耐候性分析及紫外加速老化试验方法【摘要】光照、高温和潮湿是造成汽车油漆涂层失光、褪色、黄变、粉化的主要原因，紫外加速老化试验可模拟太阳光中的紫外部分对油漆涂层的破坏作用，用数天或数周的时间重现户外数月乃至数年出现的危害。本文主要介绍了引起汽车油漆涂层老化的原因以及利用QUV紫外加速老化试验验证汽车油漆涂层的耐候性。【关键词】紫外加速老化，耐候性，汽车油漆涂层，QUV，涂层老化TheanalysisoftheweatherresistanceofautomobilecoatingandthemethodofU

2、VacceleratedweatheringtestAbstract:Sunlight,hightemperatureandhumidificationarethemaincausesofautomobilecoatingdulling,fading,yellowingandchalking.UVacceleratedweatheringtestcansimulatethedamagingeffectsofcoatingattheshortwavelengthultravioletlight,recuroutdoord

3、amagingoffewmonthsoryearsjustinafewdaysorweeks.ThispapermainlyintroducesthecausesofautomobilecoatingagingandusesUVacceleratedweatheringtesttovalidatetheweatherresistanceofautomobilecoating.KeyWords:UVacceleratedaging,weatherresistance,automobilecoating,QUV,aging

4、1引　言7光照、高温和潮湿是造成车油漆涂层失光、褪色、黄变、粉化的主要原因，油漆涂层的耐候性优劣与涂料组分的光谱敏感性有关。汽车涂料主树脂主要由环氧树脂、氨基树脂、聚酯树脂等组成，含有碳氧双键，碳碳单键等官能团。不同官能团因为键能不同，因而对光的敏感性不同，产生耐候性差异。对于汽车涂料，紫外线是造成涂料老化的主要原因。紫外加速老化试验可模拟太阳光中的紫外部分对油漆涂层的破坏作用，用数天或数周的时间重现户外数月乃至数年出现的危害。可帮助选择新材料以及评价材料配方对耐久性的影响，达到验证涂料性能的目的。2油漆涂层老化因素分

5、析光照、高温和潮湿，这三个因素中的任何一个都会引起汽车油漆涂层的老化损害，但它们往往同时发生作用，所造成的危害将大于其中任一因素的单独作用。2.1光照油漆涂层发生降解的程度和类型，取决于树脂的光谱敏感性。不同波长的光的破坏作用不同。每种树脂的光谱敏感性都不同，光谱敏感性决定一种树脂是对短波长敏感还是对长波长敏感或者对两者都敏感。每种化学键，都对应一个阈值波长，这种波长有足够的能量使化学键发生反应。比阈值波长短的波长可以破坏化学键，而比之长的波长无论光强多大都不能破坏化学键[1]。汽车涂料用树脂主要由聚酯树脂、氨基树脂、

6、醇酸树脂以及丙烯酸树脂中一种或几种组成（含C-C、C-H、O-H、C-O等官能团），所含官能团对应阈值波长范围231～376nm（常见涂料用树脂的敏感波长见表1）。此波长对应太阳光中的短波紫外线波段。表1常见涂料树脂的敏感波长化学键键能/4148J·mol-1波长/nm化学键键能/4148J·mol-1波长/nmC-C（芳香族）124231C-O（乙醇）92311C-H（乙炔）121236C-O（甲醇）89321C-H（乙烯）10627C-C（乙烷）84340C-H（芳香族）103278C-Cl（氯甲烷）84340C-

7、H（甲烷）102280C-C（丙烷）83345O-H（甲醇）100286C-Cl（氯乙烷）81353O-H（乙醇）100286C-O（甲醚）76376C-H（乙烷）992892.2高温高温也是造成汽车油漆涂层破坏的重要因素。当温度升高时，光的破坏作用也将随之增大。尽管温度不影响主要的光致反应，但却影响次要的化学反应。实验室老化测试必须提供精确的温度控制，通常可通过升温的方法来加速老化过程[1]。2.3潮湿7露水、雨水及高湿度是引起汽车油漆涂层潮湿危害的主要原因。统计显示，放在室外的汽车每天都将长时间处于潮湿状态。由潮气

8、形成的露水是室外潮湿的主要因素，露水对汽车油漆涂层造成的危害比雨水更大，因为它附着在油漆涂层上的时间更长，引起更为严重的潮湿吸收[1]。3紫外加速老化试验3.1试验条件本试验采用美国Q-Lab公司生产的QUV老化试验机。QUV老化试验机可实现以下模拟功能。阳光模拟QUV可实现用荧光紫外线灯模拟太阳光来对油漆涂层造成损害。UVA-3