塗層在戶外,經
日曬
雨淋
凝露
寒暑交替
污氣侵蝕
等諸因素的反複作用,逐漸老化變質、失光、粉化、開裂、剝落,失去裝飾和保護功能。
因此塗層的耐候性,不僅塗料廠家極為重視,而且塗料的使用公司也很關注,有專門的科技人員進行測試研究。
戶外引起塗層老化的諸因素中,當以
日光和雨露
引起的光氧化和水解最為重要。
日光的輻射經過大氣層中的
空氣分子
臭氧
塵埃
水分
等的吸收和散射,它的短波部分不能射入,僅波長為290nm以上的光波才能透入地面,其中波長為290-400nm部分的輻射為紫外線,400-700nm部分為可見光,700nm以上為紅外線。
太陽光譜的波長越短,其光量子的能量越大,更能引起光化學降解反應:
E =28650 / λ
波長λ,nm | 能量E,[kcal/(g·mol)] |
300 | 95.5 |
400 | 71.6 |
500 | 57.3 |
600 | 47.8 |
700 | 40.9 |
800 | 35.8 |
從上可見,紫外線的能量比可見光及紅外線大。
在290-400nm間的紫外線隻占陽光總輻射量的
4%
左右,但卻是引起高聚物氧化降解的主要因素。
可見光和紅外線雖能量較低,但在總輻射量中占比例較高,能使漆膜升溫而加速氧化和水解。
日光之外的重要破壞因素是雨露,水分透入塗層内引起腫脹及加速破壞。漆膜中或底闆上若含可溶性鹽,會引起滲透壓使漆膜鼓泡,甚至鏽蝕。含氧的露水摻入漆膜會引起膜内氧化及水解,并溶出一些降解産物。
在低濕度下,紫外線對漆膜破壞較慢,在濕态下則失光粉化大為加速。
塗層表面形成水層的時間,凝露比降雨的時間更多,凝露是不可忽略的因素。
一般戶外塗層每年有30%的時間是由凝露及雨水潤濕的,即每年約有2900h之多。當然地區之間是有明顯的區别的。
我們清晨檢查曝曬架上的樣闆,經常可觀察到滿闆的凝露,會加速老化。
将汽車噴漆闆置于晴朗高原,紫外線強烈但濕度僅15%-20%,年降雨量僅6mm,經3個月曝曬漆膜幾乎不降解。
同樣漆闆置于潮濕的地區,以黑、黃玻璃遮除紫外線,也幾乎不老化。
但無玻璃遮濾則迅速粉化,證明天候老化必須日光與潮濕共同作用。
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