.154 北京科技大学学报 第30卷 图.可以看出，老化800h后的试样，其C一0的伸 使得涂层中羧基含量增加，这与红外光谱分析结果 缩振动峰(1733.83cm-1,1691.5cm-1)和-0H的 一致 伸缩振动峰(3500cm附近)有所增强，而C一N的 伸缩振动峰（约1538.02cm)降低；说明丙烯酸聚 CH,FNH- 氨酯涂层中C一N键发生了断裂，羰基和羟基含量 (自由基) 直接断裂 增加，涂层发生降解，并有降解产物生成 100 (3 538.02 OH H.N-C-0 (b) 80 图4丙烯酸聚氨酯降解机理模型 SE'LZb Fig.4 Degradation mechanism of acrylic polyurethane coating 60 2.2.2光辐射对涂层表面微观形貌的影响 56-88 图5是涂层光老化不同时间后的微观形貌，可 401 3500 3000 25002000 1500 以看出，光辐射对涂层的表面形貌有明显的影响， 波数/cm 老化前的试样表面平整，无明显缺陷；老化200h后 图3涂层老化前后的红外光谱图.(a)未老化：(b)老化800h 的试样表面开始出现少量孔洞：随着老化时间的延 Fig.3 FT-IR spectra of the coatings:(a)unaged;(b)aged for 长，涂层表面变得越来越粗糙，老化800h后的涂层 800h 表面有明显的褶皱状形貌，这是由于在光照、温度 文献[4]表明，丙烯酸聚氨酯的降解有两种方 及湿度的共同作用下，随着老化时间的延长，涂层表 式，而两种方式的最终产物相同，均为含有一C(0) 面发生降解；并且在老化实验的雨淋阶段，降解产物 OH和含有H2N一C(O)0一的产物（见图4）.从丙 有可能被冲洗掉，造成涂层表面物质的损失，从而导 烯酸聚氨酯的降解机理也可看到，降解产物的牛成， 致涂层表面的粗糙程度不断增大， (a) b 20四 20m 204山m 201m 图5涂层老化不同时间的表面形貌.(a)0h:(b)200h:(c)500h;(d)800h Fig-5 Morphologies of the coatings aged for different periods of time:(a)unaged:(b)200h:(c)500h:(d)800h 2.2.3光辐射对涂层光泽度的影响 涂层内部残留的溶剂或其他挥发性物质的挥发造成 涂层在环境中的老化始于其表面，而表面的变 涂层表面状态的破坏引起的句.对于涂层光泽度的 化必定会影响涂层的光泽度，所以光泽度的变化可 下降，传统的解释认为，由于涂层老化降解，基料不 作为评价涂层老化程度的指标之一·随着老化时间 断损失并留下较为稳定的颜料粒子暴露于涂层的表 的延长，涂层的光泽度不断下降（图6），老化100h 面，使得涂层表面变得粗糙，光泽度降低·Yang等 后涂层的光泽度下降比较大，可能是由于老化初期 人[]研究发现涂层的早期光泽度下降要比颜料粒图．可以看出‚老化800h 后的试样‚其 C O 的伸 缩振动峰（1733∙83cm —1‚1691∙5cm —1）和—OH 的 伸缩振动峰（3500cm —1附近）有所增强‚而 C—N 的 伸缩振动峰（约1538∙02cm —1）降低；说明丙烯酸聚 氨酯涂层中 C—N 键发生了断裂‚羰基和羟基含量 增加‚涂层发生降解‚并有降解产物生成． 图3 涂层老化前后的红外光谱图．（a） 未老化；（b） 老化800h Fig．3 FT-IR spectra of the coatings：（a） unaged；（b） aged for 800h 文献［4］表明‚丙烯酸聚氨酯的降解有两种方 式‚而两种方式的最终产物相同‚均为含有—C（O） OH 和含有 H2N—C（O）O—的产物（见图4）．从丙 烯酸聚氨酯的降解机理也可看到‚降解产物的生成‚ 使得涂层中羧基含量增加‚这与红外光谱分析结果 一致． 图4 丙烯酸聚氨酯降解机理模型 Fig．4 Degradation mechanism of acrylic polyurethane coating 2∙2∙2 光辐射对涂层表面微观形貌的影响 图5是涂层光老化不同时间后的微观形貌．可 以看出‚光辐射对涂层的表面形貌有明显的影响． 老化前的试样表面平整‚无明显缺陷；老化200h 后 的试样表面开始出现少量孔洞；随着老化时间的延 长‚涂层表面变得越来越粗糙‚老化800h 后的涂层 表面有明显的褶皱状形貌．这是由于在光照、温度 及湿度的共同作用下‚随着老化时间的延长‚涂层表 面发生降解；并且在老化实验的雨淋阶段‚降解产物 有可能被冲洗掉‚造成涂层表面物质的损失‚从而导 致涂层表面的粗糙程度不断增大． 图5 涂层老化不同时间的表面形貌．（a）0h；（b）200h；（c）500h；（d）800h Fig．5 Morphologies of the coatings aged for different periods of time：（a） unaged；（b）200h；（c）500h；（d）800h 2∙2∙3 光辐射对涂层光泽度的影响 涂层在环境中的老化始于其表面‚而表面的变 化必定会影响涂层的光泽度‚所以光泽度的变化可 作为评价涂层老化程度的指标之一．随着老化时间 的延长‚涂层的光泽度不断下降（图6）‚老化100h 后涂层的光泽度下降比较大‚可能是由于老化初期 涂层内部残留的溶剂或其他挥发性物质的挥发造成 涂层表面状态的破坏引起的［5］．对于涂层光泽度的 下降‚传统的解释认为‚由于涂层老化降解‚基料不 断损失并留下较为稳定的颜料粒子暴露于涂层的表 面‚使得涂层表面变得粗糙‚光泽度降低．Yang 等 人［6］研究发现涂层的早期光泽度下降要比颜料粒 ·154· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷