紫外光加速老化试验对彩涂板涂层厚度的影响

涂料类型为PE、SMP、HDP和PVDF的彩涂板，进行耐紫外光加速老化试验，考察光老化时间对彩涂板涂层厚度的影响，分析影响程度，探讨影响原因。从试验结果可知，彩涂板涂层厚度损失量随着紫外光老化时间增加而增加; 不同涂料类型的彩涂板，影响程度不同，按照彩涂板的涂层厚度损失量，排序为PE和SMP＞HDP＞PVDF; 紫外光老化试验中，彩涂板涂层厚度损失量也受其颜色影响。

彩涂板涂层厚度是彩涂板成品检测中一个非常重要的指标，它直接影响彩涂板的使用性能，如加工性能、耐老化性、耐腐蚀性等。对于这一问题的研究，国内外有较多的报道，但是，涂层的老化进程对彩涂板涂层厚度的影响研究却鲜有报道。而建筑彩涂板在实际使用过程中，在日晒雨淋的环境下，其涂层厚度随时间是否发生改变，会发生怎样的改变，改变程度有多大，对这个问题的探讨具有一定的现实意义。

涂层老化的主要原因通常是指太阳辐射、环境温度和环境湿度，次要原因是指空气污染、酸雨、生物现象、风沙等。涂层老化的类型和表现形式多种多样，主要是聚合物链的降解，包括光降解、氧化降解、热降解，在常温环境使用的彩涂板，主要的老化方式应为光氧化降解。

太阳光通常可分为3个主要波长范围: 紫外线(波长200～400nm)、可见光(波长400～ 720nm)和红外线(720～2500nm) 。其中，紫外线按波长的长短又可细分为短波UVC (200～290nm)、中波UVB(290～320nm)和长波UVA(320～400nm)。太阳光通过外空间和高空大气层后，290nm波长以下紫外光几乎全部被滤除，因此到达地面的紫外线实际上只有中波UVB和长波UVA。中波UVB比长波UVA对彩涂板涂层损坏要大。

本文采用的紫外老化加速试验方法是按照GB/T 13448—2006《彩色涂层钢板及钢带试验方法》中的紫外老化试验方法，具体试验条件为“8h为一循环周期:4h紫外光照，黑板温度(60± 3)°C，4h冷凝，黑板温度(50±3)C°”，波长为310nm，光照强度为0.63W/(m2·nm) 。该试验条件包含了影响建筑彩涂板涂层老化的三个比较主要的因素，即光照、湿度和温度。试样采用了普通聚酯(PE)、硅改性聚酯(SMP)、高耐候聚酯(HDP)和聚偏氟乙烯(PVDF)四个不同类型的彩涂板各3块，共12块;每个类型的3块彩涂板的颜色均不同，四种类型的彩涂板中，1、5、7、11号样为蓝色彩涂板，2、4、9、10号样为白色试样，3、6、8、12 号样为灰色彩涂板。按照标准进行加速老化试验。试验前，采用涡流仪测试彩涂板的涂层厚度; 当加速老化时间分别为200、400、600、1000、1500、2000和3000h时，采用相同的涡流仪，且在相同的校正条件下，再分别测试彩涂板涂层厚度。彩涂板涂层厚度测试时，同一试样测试12次，取平均值作为测试结果。采用美国Q-Lab生产的型号为QUV/SPRAY的紫外老化试验箱; 彩涂板涂层厚度测试仪器为涡流仪，由德国fisher公司生产。

12块试样在不同试验时间下的涂层厚度损失量见柱形图。其中，某UVB试验时间下涂层厚度的损失量=测试前涂层厚度－该UVB试验时间后涂层厚度。

不同时间下的涂层厚度损失量柱形图

从试验结果可知，彩涂板涂层厚度损失量随着紫外光老化时间增加而增加。但是，不同涂料类型的彩涂板，影响程度不同，PE和SMP彩涂板的涂层厚度损失量较大，HDP彩涂板涂层厚度损失量较小，PVDF彩涂板涂层厚度损失量最小。PE、SMP、HDP和PVDF 的蓝色和白色彩涂板，涂层厚度损失量与紫外光加速老化时间成线性正相关，相关系数r＞0.91，线性相关性比较强，且白色彩涂板回归方程的斜率比蓝色彩涂板数值小。彩涂板在使用过程中，其涂层厚度随时间逐渐减薄，防护性能逐渐变差。建议彩涂板用户根据用途、使用环境，选择合适颜色及涂料类型的彩涂板。