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1、聚氨酯面漆光老化機理探討發(fā)布II期：2006-10-30査看次數(shù)：66＜我有新聞發(fā)布摘要：通過人工加速老化（氤燈老化法）對聚氨酯面漆分8個周期進行老化實驗，并利用FT-IR.光澤儀、交流阻抗等測試方法對老化的涂層進行分析表征，評價涂層的老化行為，并探討涂層老化的原因。結果表明，隨著老化時間的延長，涂層表面光澤度不斷下降，涂層的耐腐蝕性能下降，聚合物化學鍵被破壞，造成涂層樹脂不斷降解引起老化。0引言戶外使用的有機涂層■常常因為太陽光（特別是UV輻射）、溫度、氧、水等環(huán)境因素的影響,而使涂膜老化破壞,其中陽光（即UV-可見輻射引起
2、的光降解）的破壞最為嚴重［1-2］。涂料的主要功能是保護底材，同時還起裝飾作用，因此，研究涂料的戶外耐候性是非常重要的。聚氨酯樹脂具有可發(fā)泡性、高彈性、耐磨性、耐光性、耐溶劑性等特性「聚氨酯樹脂合成時,可以通過改變原料化學結構、品種等調節(jié)配方組合,制備出各種性能和用途的樹脂，可以滿足工業(yè)領域中的各種技術要求。因此，它是發(fā)展較快的-種高分子合成材料。目前，世界聚氨酯合成材料的總產量達到1000萬tz英中軟泡占40%,硬泡占30%,彈性體占10%,涂料占15%,其他為纖維及合成革等［3］。本實驗通過采用人工加速（UV）老化法，即毎
3、燈老化來硏究聚氨酯面漆的抗紫外線能力的強弱；通過采用交流阻抗法來測疋不同老化周期的涂層的防腐蝕性能。1實驗原料與方法1.1原料聚氨酯面漆：深圳海虹老人牌涂料有限公司；NaCl:分析純，屮國醫(yī)藥集團上?；瘜W試劑公司。1.2試樣制備首先對70mmx150mmx2mm的鋼板進行噴砂處理，然后用噴涂的方式對聚氨酯而漆進行噴涂，制成樣板。1.3老化實驗實驗采用毎燈UV照射的方式對涂料進行人工加速老化，共分8個周期，每個周期為200h。每個老化周期用3塊涂層樣板作為平行樣板（1塊做參考樣板，另外2塊進行老化實驗）。1.4電化學交流阻抗測試
4、對聚氨酯而漆的未老化涂層樣板及老化第2、第4、第8周期的涂層樣板分別進行交流阻抗測試。涂層厚度為（60±5）卩m。測量頻率范圍105?10-2Hz,正弦波信號的振幅為20mV。測試采用三電極體系z輔助電極為不銹鋼（lCrl8Ni9Ti）,參比電極為飽和甘汞電極（SCE）,基底金屈為工作電極，腐蝕介質為蒸綢水配制的3.5%NaCl水溶液。1.5性能表征采用Nico1et730傅里葉變換紅外光譜儀分析涂層在老化過程中的有機基團的變化;徳國PHYNIXSurfixf測厚儀測最涂層的厚度；AutolabPGSTAT30恒電位儀（EIS
5、）測試涂層的防腐蝕性能,XL30ESEM-TMP環(huán)境打描電鏡觀察涂層表面形貌的變化;WGG-60微機光澤儀測量涂層的光澤。2結果與討論2?1聚氨酯面漆紅外光譜分析圖1是未經老化聚氨酯面漆的紅外光譜圖。從圖中可以看出:3036152cm-1%、if振伸別是峰酯一縮的分().0()1□1□r—35003()0023()()200015001000波數(shù)/cm-1圖1未經老化的聚氨酯面漆紅外光譜圖30002000波數(shù)/cm"1100()圖2不同老化周期的聚氨酯面漆紅外光譜比較聚氨酯的結構式為一RnOOC一NH—R—NH—COO一，聚氨
6、酯材料紫外圖3各老化周期的聚氨酯面漆SEM圖降利線降解主要是氨基甲酸酯鍵的斷裂,主要有兩種斷裂形式[4]:?一種是N-C鍵斷裂1?hv嚴ILNH—L0—CH：—CH：LNH：*C02-R'—CH(1)『bv自山基分R—NH-C~CH—CH：M_?一.」LN>r~co?*R'—CH：—CH：O(2)LNH-CO：+R—CHfCH:從圖3可知，涂層表而老化到第2周期吋表而形貌基本未發(fā)生變化；第4周期開始表面出現(xiàn)了輕微的孔洞，表面變得粗糙，說明聚合物的老化己經開始。這與紅外光譜圖的分析基本一致；老化到第8周期,表面變得非常粗糙，孔洞
7、尺寸也在增大，說明涂層表面樹脂降解已非常嚴重。2.3光澤和失光率分析30002000波數(shù)/cm"1100()圖2不同老化周期的聚氨酯面漆紅外光譜比較聚氨酯的結構式為一RnOOC一NH—R—NH—COO一，聚氨酯材料紫外圖3各老化周期的聚氨酯面漆SEM圖降利線降解主要是氨基甲酸酯鍵的斷裂,主要有兩種斷裂形式[4]:?一種是N-C鍵斷裂1?hv嚴ILNH—L0—CH：—CH：LNH：*C02-R'—CH(1)『bv自山基分R—NH-C~CH—CH：M_?一.」LN>r~co?*R'—CH：—CH：O(2)LNH-CO：+R—CHf
8、CH:從圖3可知，涂層表而老化到第2周期吋表而形貌基本未發(fā)生變化；第4周期開始表面出現(xiàn)了輕微的孔洞，表面變得粗糙，說明聚合物的老化己經開始。這與紅外光譜圖的分析基本一致；老化到第8周期,表面變得非常粗糙，孔洞尺寸也在增大，說明涂層表面樹脂降解已非常嚴重。2.3光澤和失光率分析
