D01:10.13374.ism1001053x.2009.B.041 第31卷第3期 北京科技大学学报 Vol.31 No.3 2009年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2009 有机涂层室内加速实验的对比 胡建文12)李晓刚)高瑾) 1)北京科技大学材料科学与工程学院。北京100832)河北科技大学材料科学与工程学院.石家庄050054 摘要研究了丙烯酸聚氨酯清漆涂层在荧光紫外UVA辐照/凝露和氙灯辐照/雨淋两种加速实验程序下的物理、化学性能 和防护屏障性与暴露时间的关系.结果表明：氙灯辐照/雨淋对涂层的膜厚损失、失光率的影响程度略大于同周期UVA加速 的效果：而黄色指数及不同暴露周期的完整涂层的低频阻抗模值与暴露时间的关系则与FTR反映的羰基指数的变化规律较 为一致，显示UVA加速涂层老化的效果大于同周期氙灯加速效果.且在两种加速条件下，完整涂层的低频阻抗模值均与暴露 时间呈指数规律衰减，表现出较好的时间函数关系；说明ES的低频阻抗模值与UV光辐射产生的涂层性能的变化有一定的 相关性，并很好地反映其防护屏障性，可作为有效的监测参量用于建立室内外老化实验的相关性，预测光老化涂层的防护寿 命 关键词丙烯酸聚氨酯清漆，物理性能：化学性能：红外光谱 分类号TG174.4 Comparison of laboratory accelerated weathering tests for organic coatings HU Jian-wen2.LI Xiao-gang".GAO Jin 1)School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)School of Materials Science and Engineering.Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang 050054,China ABSTRACT Acry lic polyurethane varnish ooatings were exposed in two artificial weathering environments produced by a fluorescent UV/condensation weathering device and a xenon lamp light exposure/weathering equipment for different periods of time.The results show ed that the xenon exposure pogram affected the thickness loss and gloss loss more seriously than the UV/condensation.Howev- er,yellow index measurements and low frequency impedance revealed that a geater degradation w as caused by the UV/condensation. which was in agreement with the result obtained from FTIR analysis.In the two accelerated weathering environments,the low fre- quency impedance modulus of intact coatings decreased ex ponentially with the increase in ageing time,and correlated with the changes in other properties of ageing coatings.It can be used to predict the lifetime of the coatings. KEY WORDS acrylic polyure thane varnish;phy sical properties;chemical properties:Fourier transform infrared spectroscopy 有机涂层以其选择性宽、适用范围广、施工方 的影响).但是，长期以来研究有机涂层室内外 便、节省能源等优点，己成为金属防腐保护方法中应 老化实验的相关性大多依据的是涂层外观或物理、 用最广泛的手段之一.在大气环境中，有机涂层由 化学性能等如光泽度、色差、粉化和起泡评价指标， 于光、氧、水和温度等因素的作用产生老化降解现 尚未得到满意的结果.为了更好地研究室内外加速 象，并伴随着各种性能的下降，导致涂层防护性能的 实验的相关性，选择一个合适的评价指标尤为重要. 失效.为快速而有效地评价有机涂层的寿命和防护 为此，本实验采用丙烯酸聚氨酯清漆涂层，研究涂层 性能，模拟太阳光、温度、降雨或凝露、湿度等气候因 在两种室内光老化加速实验程序下(UVA辐照/凝 素进行的各种室内加速实验方法广泛采用，如采用 露和氙灯辐照/雨淋)的物理、化学及防护性能的变 碳弧灯、氙灯或紫外荧光灯照射模拟日光的紫外线 化规律，通过对比各参量随暴露时间的变化及相互 照射，并结合周期性地喷水或凝露模拟降雨及湿度 之间的关联，提供有效的表征参量便于今后相关性 收稿日期：200803-11 基金项目：国家自然科学基金资助项目(Na50571013):国家科技基础条件平台建设项目(Na2005DKA10400, 作者简介：胡建文(1964一），女，教授，博士研究生，E-mail hujianw@im.cmm:李晓刚(1963一)，男，教授，博士生导师有机涂层室内加速实验的对比 胡建文1, 2) 李晓刚1) 高 瑾1) 1) 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083 2) 河北科技大学材料科学与工程学院, 石家庄 050054 摘 要 研究了丙烯酸聚氨酯清漆涂层在荧光紫外 UVA 辐照/ 凝露和氙灯辐照/雨淋两种加速实验程序下的物理、化学性能 和防护屏障性与暴露时间的关系.结果表明 :氙灯辐照/ 雨淋对涂层的膜厚损失、失光率的影响程度略大于同周期 UVA 加速 的效果;而黄色指数及不同暴露周期的完整涂层的低频阻抗模值与暴露时间的关系则与 FTIR 反映的羰基指数的变化规律较 为一致, 显示 UVA 加速涂层老化的效果大于同周期氙灯加速效果.且在两种加速条件下, 完整涂层的低频阻抗模值均与暴露 时间呈指数规律衰减, 表现出较好的时间函数关系;说明 EIS 的低频阻抗模值与 UV 光辐射产生的涂层性能的变化有一定的 相关性, 并很好地反映其防护屏障性, 可作为有效的监测参量用于建立室内外老化实验的相关性, 预测光老化涂层的防护寿 命. 关键词 丙烯酸聚氨酯清漆;物理性能;化学性能;红外光谱 分类号 TG174.4 Comparison of laboratory accelerated weathering tests for organic coatings HU Jian-wen 1, 2) , LI Xiao-gang 1) , GAO Jin 1) 1) School of Mat erials Science and Engineering, University of S cience and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) School of Mat erials Science and Engineering, Hebei University of S cience and Technology, Shijiazhuang 050054, China ABSTRACT Acry lic polyurethane v ar nish co atings w ere exposed in tw o artificial weathering environments produced by a fluorescent UV/ condensation weathering device and a xenon lamp lig ht exposure/ weathering equipment for different periods of time.The results show ed that the x enon exposure pro gram affected the thicknessloss and gloss loss more seriously than the UV/ condensation .Howev￾er, y ellow index measurements and low frequency impedance revealed that a g reater deg radation w as caused by the UV/ condensatio n, w hich was in agreement with the result obtained from FTIR analysis .In the two accelerated weathering environments, the low fre￾quency impedance modulus of intact coatings decreased ex ponentially with the increase in ageing time, and co rrelated with the chang es in o ther properties of ag eing coatings.It can be used to predict the lifetime of the coating s. KEY WORDS acrylic polyure thane varnish ;phy sical properties ;chemical properties ;Fourier transform infrared spectroscopy 收稿日期:2008-03-11 基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( No.50571013) ;国家科技基础条件平台建设项目 ( No.2005DKA10400) 作者简介:胡建文( 1964—) , 女, 教授, 博士研究生, E-mail:hujianw @sina .com ;李晓刚( 1963—) , 男, 教授, 博士生导师 有机涂层以其选择性宽、适用范围广、施工方 便、节省能源等优点, 已成为金属防腐保护方法中应 用最广泛的手段之一.在大气环境中, 有机涂层由 于光、氧、水和温度等因素的作用产生老化降解现 象, 并伴随着各种性能的下降, 导致涂层防护性能的 失效 .为快速而有效地评价有机涂层的寿命和防护 性能, 模拟太阳光、温度、降雨或凝露、湿度等气候因 素进行的各种室内加速实验方法广泛采用, 如采用 碳弧灯 、氙灯或紫外荧光灯照射模拟日光的紫外线 照射, 并结合周期性地喷水或凝露模拟降雨及湿度 的影响 [ 1-3] .但是, 长期以来研究有机涂层室内外 老化实验的相关性大多依据的是涂层外观或物理、 化学性能等如光泽度、色差、粉化和起泡评价指标, 尚未得到满意的结果.为了更好地研究室内外加速 实验的相关性, 选择一个合适的评价指标尤为重要. 为此, 本实验采用丙烯酸聚氨酯清漆涂层, 研究涂层 在两种室内光老化加速实验程序下( UVA 辐照/凝 露和氙灯辐照/雨淋) 的物理 、化学及防护性能的变 化规律, 通过对比各参量随暴露时间的变化及相互 之间的关联, 提供有效的表征参量便于今后相关性 第 31 卷 第 3 期 2009 年 3 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.3 Mar.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.03.041