第3期 胡建文等：有机涂层室内加速实验的对比 ·385· 随暴露时间线性增长的规律，拟合方程为： 等并未表现出一致的变化规律.这说明不含颜料的 UVA,Y=A+BX=1.065+0.145X,R=0.97: 清漆涂层的膜厚、光泽度等变化除与UV辐射引起 氙灯，Y=A+BX=0328十0.104X,R=0.975. 的降解有关，可能还受加速实验方法等其他因素影 据此计算出的UVA加速为氙灯加速的139倍，与 响.因此以光泽度或膜厚变化等物理参量表征UV 丙烯酸聚氨酯清漆涂层定量表征的加速倍率基本 辐射对涂层性能及使用寿命的影响可能并不是较可 一致. 靠的方法 2.3完整涂层的防护屏障性 :UVA辐照 图8为UVA加速条件下，不同暴露周期的试 A ·颌灯辐照 样在3.5%NaCI溶液中室温浸泡初期，表现为一个 时间常数的阻抗谱.由图可见，除暴露7d时的阻抗 弧和低频阻抗模值比空白样有所增加外，其他试样 均随暴露时间的增加，容抗弧逐渐减小，对应的 Bode图的低频区阻抗模值|Z逐渐下降，28d时产 14 2128354249 生更为明显的下降，反映出随着辐照时间的延长， 暴落时间付 水、电解质更容易进入涂层内部到达金属表面，即涂 图7聚乙烯标板羰基指数随暴露时间的变化 层对腐蚀介质的屏蔽性能下降.从图8(b)还看到， Fig.7 Carbonyl index vs.exposure time for polyethylene films in 即使在暴露49d时，|Zao1大于102°cm2,根据涂 different accelerating pmgrams 层防护屏障性的等级评定，仍具有较好的防护 性0.Bierw agen等曾研究了室内加速实验过程中 以上结果反映出两种加速方法下涂层表面微观 低频阻抗谱值和加速实验周期的关系，得出低频阻 化学的变化与测得的物理性能如膜厚损失、光泽度 抗模值与暴露时间呈指数变化的结果1， 2.0 0d (a) 10 b)-0d .7d -7d 421d -14d 时 .6 28d --21d 42d 10 (m5-)A 28d 10 42d 49d 0.4F 109 10 0 0.612182.43.03.6 1031011010101010 10 Re Z/(10R-cm) 基露时间d 图8UVA暴露下不同暴露时间的阻抗谱.(a)yqut图：(b)Bode图 Fig 8 EIS spectra for different expose periods of time in UVA accelerating condition:(a)Nyqusit plot:(b)Bode plot 为此.取频率f=001Hz的不同暴露时间的低 频阻抗模值|Zo1的对数，建立与暴露时间的关系 23.5 图9所示.函数拟合为： 23.0 Inl zla01=23.26-0.066t,R=0.958. 22.5 式中，t为暴露时间，d.计算表明在本研究的UVA 22.0 加速条件下，丙烯酸聚氨酯清漆涂层的低频阻抗模 215 值与暴露时间呈指数规律衰退. 21.0 20.3 氙灯加速条件下浸泡初期的Bode图见图10. 同样显示出随暴露时间的增加，低频区引Z逐渐下 0此。方中动农本女6 降的时间函数关系，但下降程度明显低于同周期 暴露时间/d UVA暴露样.暴露49d时，|ZIao1仍超过 图9UVA加速下的nZo.m与暴露时间的关系 102cm2,显示出更高的防护屏障性.说明在相同 Fig.9 Inl vs.exposure time in UVA accelerating condition随暴露时间线性增长的规律, 拟合方程为: UVA, Y =A +BX =1.065 +0.145X , R =0.97 ; 氙灯, Y =A +BX =0.328 +0.104X , R =0.975 . 据此计算出的 UVA 加速为氙灯加速的 1.39 倍, 与 丙烯酸聚氨酯清漆涂层定量表征的加速倍率基本 一致 . 图 7 聚乙烯标板羰基指数随暴露时间的变化 Fig.7 Carbonyl index vs.exposure time f or polyethylene films in diff erent accelerating programs 以上结果反映出两种加速方法下涂层表面微观 化学的变化与测得的物理性能如膜厚损失、光泽度 等并未表现出一致的变化规律.这说明不含颜料的 清漆涂层的膜厚、光泽度等变化除与 UV 辐射引起 的降解有关, 可能还受加速实验方法等其他因素影 响 .因此以光泽度或膜厚变化等物理参量表征 UV 辐射对涂层性能及使用寿命的影响可能并不是较可 靠的方法. 2.3 完整涂层的防护屏障性 图 8 为 UVA 加速条件下, 不同暴露周期的试 样在 3.5 %NaCl 溶液中室温浸泡初期, 表现为一个 时间常数的阻抗谱 .由图可见, 除暴露 7 d 时的阻抗 弧和低频阻抗模值比空白样有所增加外, 其他试样 均随暴露时间的增加, 容抗弧逐渐减小, 对应的 Bode 图的低频区阻抗模值 Z 逐渐下降, 28 d 时产 生更为明显的下降, 反映出随着辐照时间的延长, 水 、电解质更容易进入涂层内部到达金属表面, 即涂 层对腐蚀介质的屏蔽性能下降.从图 8( b) 还看到, 即使在暴露 49 d 时, Z 0.01大于 10 8 Ψ·cm 2 , 根据涂 层防护屏障性的等级评定, 仍具有较好的防护 性 [ 10] .Bierw agen 等曾研究了室内加速实验过程中 低频阻抗谱值和加速实验周期的关系, 得出低频阻 抗模值与暴露时间呈指数变化的结果[ 11] . 图 8 UVA 暴露下不同暴露时间的阻抗谱.( a) Nyqusit 图;( b) Bode 图 Fig.8 EIS spectra for different exposu re periods of time in UVA accelerating conditi on:( a) Nyqusit plot ;(b) Bode plot 为此, 取频率 f =0.01 Hz 的不同暴露时间的低 频阻抗模值 Z 0.01的对数, 建立与暴露时间的关系 图 9 所示 .函数拟合为 : ln Z 0.01 =23.26 -0.066t , R =0.958 . 式中, t 为暴露时间, d .计算表明在本研究的 UVA 加速条件下, 丙烯酸聚氨酯清漆涂层的低频阻抗模 值与暴露时间呈指数规律衰退 . 氙灯加速条件下浸泡初期的 Bode 图见图 10 . 同样显示出随暴露时间的增加, 低频区 Z 逐渐下 降的时间函数关系, 但下降程度明显低于同周期 UVA 暴 露 样 .暴 露 49 d 时, Z 0.01 仍 超 过 10 9 Ψ·cm 2 , 显示出更高的防护屏障性 .说明在相同 图 9 UVA 加速下的 ln Z 0.01与暴露时间的关系 Fig.9 ln Z 0.01 vs.exposure time in UVA accelerating condition 第 3 期 胡建文等:有机涂层室内加速实验的对比 · 385 ·