Лакокрасочные покрытия могут выглядеть стабильными при выходе с завода, но при эксплуатации на открытом воздухе они сталкиваются с суровыми экологическими вызовами, включая солнечную радиацию, высокие температуры, росу, дождь и циклические перепады температур. В течение нескольких месяцев архитектурные покрытия могут выцветать и мелиться, автомобильные финишные покрытия могут терять свой премиальный блеск, а промышленные порошковые покрытия могут растрескиваться по краям.
Для производителей покрытий, разработчиков красок, групп контроля качества и производителей продукции данные испытаний на ускоренное атмосферное воздействие УФ-излучением — это гораздо больше, чем просто лабораторный отчет. Это главный критерий, определяющий, готова ли новая формула к выходу на рынок, стабильна ли партия сырья от поставщика и может ли продукт действительно выдержать испытание временем в условиях наружной эксплуатации.
Хотя испытания на естественное воздействие в открытых условиях являются ценной частью оценки атмосферостойкости, реальные переменные окружающей среды крайне непредсказуемы. Такие факторы, как солнечный свет, тепло, конденсация и дождь, по отдельности могут вызывать ограниченные повреждения; однако их совместное синергетическое воздействие экспоненциально ускоряет деградацию покрытия. Многие покрытия, которые безупречно проходят краткосрочные визуальные проверки, могут катастрофически выйти из строя всего после нескольких циклов «влажный/сухой».
Ультрафиолетовое (УФ) излучение напрямую разрушает смоляные связующие в покрытиях, ослабляет адгезию между матрицей и пигментами и изменяет химические свойства красителей:
Архитектурные покрытия: Деградация обычно проявляется в виде сильного выцветания цвета или поверхностного меления.
Автомобильные и промышленные финишные покрытия: Ранняя стадия выхода из строя обычно характеризуется быстрой потерей блеска.
Пластиковые покрытия и композиты: Потребители обычно сначала замечают пожелтение, за которым следует поверхностное микрорастрескивание в тонкопленочных участках, по краям или на выступающих профилях.
В реальных наружных условиях покрытия на металлических подложках редко подвергаются воздействию только сухого солнечного света. Вместо этого металлические панели днем нагреваются под палящим солнцем, ночью быстро остывают и к раннему утру покрываются плотной росой. Этот непрерывный цикл «нагрев-охлаждение-увлажнение-сушка» повторяется бесконечно.
Как только на поверхности покрытия из-за УФ-излучения появляются микродефекты, влага (конденсат) проникает в эти микроскопические трещины. Последующее повышение температуры ускоряет химический гидролиз в основе. К тому времени, когда вздутие или отслаивание становятся видимыми невооруженным глазом, уже произошли серьезные повреждения. Поэтому квалифицированная камера для испытаний на атмосферные воздействия должна обеспечивать не только стабильное УФ-излучение, но и точный контроль температуры, конденсации и систем водяного орошения.
Камера ускоренного УФ-старения — это специализированный лабораторный прибор для экологических испытаний. Используя флуоресцентные УФ-лампы в сочетании со встроенными программами контроля температуры, влажности, конденсации и циклического водяного орошения, она моделирует воздействие окружающей среды, которое в естественных условиях накапливалось бы месяцами или даже годами, за значительно более короткое время.
 |  |
Флуоресцентные УФ-лампы разработаны для воспроизведения коротковолнового УФ-спектра солнечного света, который вызывает наиболее значительную деградацию полимеров:
Лампы UVA-340: Эти лампы обеспечивают превосходную имитацию критического коротковолнового солнечного света (примерно от 290 до 360 нм). Они являются основным выбором для стандартного скрининга и корреляционных исследований в большинстве лабораторий покрытий.
Лампы UVB-313: Эти лампы излучают более короткие УФ-длины волн, чем те, что присутствуют в естественном наземном солнечном свете. Обеспечивая высокоускоренный эффект старения, они идеально подходят для быстрого скрининга или тестирования пределов долговечности материалов с высокой атмосферостойкостью, хотя при интерпретации данных требуется осторожность.
Камера ускоренного УФ-старения LIB ASTM G154 оснащена восемью профессиональными флуоресцентными УФ-лампами мощностью 40 Вт (диапазон длин волн 290–400 нм) и имеет стандартную систему контроля облученности с замкнутым контуром (регулируется от 0,3 до 20 Вт/м²). Эта система обеспечивает высоковоспроизводимые условия лабораторного воздействия для панелей с покрытиями, образцов красок, пластиковых деталей с покрытием и других неметаллических материалов.
В то время как УФ-излучение является основным катализатором повреждения покрытия, последующее воздействие конденсации или водяного орошения усиливает и количественно определяет эти скрытые дефекты.
Циклы водяного орошения имитируют термический удар, вызванный внезапными ливнями, а также механическую эрозию, которая смывает деградировавшие поверхностные слои, обнажая свежий материал. Некоторые порошковые покрытия могут пройти 200-часовые испытания на сохранение блеска при сухом УФ-воздействии, но при введении цикла УФ-конденсация у них быстро появляются краевые трещины. Такие виды отказов невозможно обнаружить с помощью простых световых боксов или статического краткосрочного отслеживания.
ASTM G154 — это наиболее широко применяемый международный стандарт для испытаний неметаллических материалов на воздействие флуоресцентного УФ-излучения. Он устанавливает стандартизированные процедуры оценки атмосферостойкости красок и покрытий в контролируемых условиях УФ, температуры и влажности.
Основной вывод: Испытание по ASTM G154 не предназначено для прямой корреляции с точным сроком службы на открытом воздухе (например, «это испытание эквивалентно 3 годам на открытом воздухе»). Вместо этого оно предоставляет высоковоспроизводимый, поддающийся количественной оценке метод сравнительных испытаний, используемый для скрининга рецептур продуктов, управления контролем качества и проверки поставщиков.
Стандарт ASTM G154 включает различные циклы воздействия в зависимости от характеристик материала и требований спецификаций. В промышленности покрытий одним из самых классических циклов испытаний является:
Фаза облучения: 8 часов УФ-воздействия с использованием ламп UVA-340, при этом температура черной панели (BPT) поддерживается на уровне примерно 60°C.
Фаза конденсации: 4 часа темной конденсации (лампы выключены), температура черной панели поддерживается на уровне примерно 50°C, а относительная влажность поддерживается на уровне 95% RH или выше.
Для обеспечения согласованности данных испытаний в разных производственных партиях и лабораториях камера старения должна обеспечивать высокоточный контроль следующих параметров:
Тип флуоресцентной УФ-лампы и фактическая калибровка/установка облученности.
Температура черной панели (BPT) как на фазе воздействия, так и на фазе конденсации.
Циклы водяного орошения (точная продолжительность и интервалы).
Расстояние от образца до лампы: Испытания доказывают, что даже незначительные отклонения от стандартного расстояния 50 мм могут существенно снизить воспроизводимость теста.
Оценка выдержанных покрытий должна выходить за рамки субъективных визуальных проверок. Оценки следует проводить количественно с использованием приборов в соответствии с национальными и международными стандартами:
Параметр испытания | Что он измеряет/количественно определяет | Области фокусировки и ключевые применения |
Изменение цвета ($\Delta E$) | Количественная оценка выцветания или пожелтения с помощью колориметров | Цветовая стабильность для архитектурных фасадов, ландшафтов и наружных вывесок. |
Сохранение блеска | Измерение процентного сохранения блеска | Долговечность премиального внешнего вида для автомобильных покрытий и декоративных красок. |
Степень меления | Оценка разрушения смоляных связующих |
References
ДАЛЕЕ
Экологическая испытательная камера Hot LIB
Исследуйте больше новостей камеры экологического теста
Быстрые ссылки
Контакт Нас
Добавить:
No.6 Zhangba First Street, High-Tech Area, Xi'an City, Shanxi Province, P.R. China 710065
No.6 Zhangba First Street, High-Tech Area, Xi'an City, Shanxi Province, P.R. China 710065
inquiry@libtestchamber.com
0086-29-68918976
|
English
русский
français
العربية
Deutsch
Español
한국어
italiano
tiếng việt
ไทย
Indonesia
