汽车涂层耐老化性能的研究

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1、汽车涂层耐老化性能的研究摘要：通过对目前国产汽车用的210种涂层试样进行湿热带大气曝晒试验及收集的一些人工老化试验数据，分析其老化性能，探讨影响涂层老化性能的主要人为因素及人工加速老化试验的局限性。结果表明，不同品种、颜色、涂装条件的涂层出现的老化现象与特征不尽相同，耐环境老化性能的区别也很大；同品种同颜色系列不同环境条件生产的涂层出现的老化现象和特征大致相似，但耐环境老化性能的区别很大。分析人工与自然曝晒结果的相关性，指出了人工荧光紫外/冷凝试验的局限性。并为提高汽车涂层质量提出建议。关键词：汽车涂层老化性能自然曝晒　前言汽车涂层

2、的耐老化性能是衡量汽车产品外观装饰性、耐久性及使用寿命的重要指标之一。随着科学技术的进步与生活水平的提高，人们对汽车产品的外观装饰耐久性及防腐保护性等方面的要求也提高了。然而，湿热带大气环境中的许多因素对汽车涂层会造成严重的影响，由于涂层属高分子材料，在高温、高湿、高太阳辐射及其它热带环境因素的协同作用下，会很快发生失光、变色、粉化、起泡、生锈、脱落和其它老化破坏现象而影响产品的外观装饰美观性能、耐久性及使用寿命。换句话说，要确切地、比较快速地评价涂层的耐环境老化性能，就应该进行苛刻环境区域的用户试验或典型气候环境的自然大气曝晒试验

3、，它能充分地反应出环境因素对涂层体系的综合影响，暴露出涂层材料、涂装工艺、基体焊接工艺、防护技术和产品设计等方面存在的薄弱环节，并为正确选择人工加速模拟环境曝晒试验方法提供依据。本专题以近五年来在我所进行湿热带室外大气自然曝晒的210种汽车用涂层的试验结果和收集到这些试样中的部分人工加速试验结果为依据，作以下的分析与研究。1试验部分1.1样品来源试验样品来源于国内主要汽车制造厂与主要汽车油漆生产厂，如一汽大众、上海大众、上海通用、一汽集团技术中心、东风汽车集团技术中心、重庆和昌河铃木汽车有限公司、南京依维柯、常州化工涂料研究院、湖南

4、和沈阳关西涂料有限公司、长春泰欧亚涂料有限公司、西安油漆厂、莱恩涂料有限公司、启迪化工有限公司等。1.2样品类型自然大气曝晒试验的210种装饰性面漆涂层中，其中整车15种，驾驶室与零部件60种，特制样板135种。试验样品的面漆材料类型、颜色与主要涂装工艺如表1。表1试验样品清单面漆材料主要颜色系统主要涂装工艺说明数量备注本氨基（醇酸）白、红、兰、绿、黄、黑1、零部件与整车试样按80135种样色漆实际生产工艺在涂装生产线上制作2、特制样有实验室制作，也有生产线上制作板中有30种同时做人工加速试验丙烯酸白、红、兰、绿24氨基/丙烯酸白、

5、兰、黑10聚氨酯/丙烯酸白、红、绿17金　属　闪　光　漆白、银灰、红、兰、绿、黑791.3　试验方法1.3.1自然大气曝晒自然大气曝晒按GB/T9276的有关规定进行，时间为1年以上。试验在海南汽车试验研究所曝晒场内进行，场地位于东经110°26´、北纬19°45´，海拔高度23.5m，四周空旷、平坦，且保持当地的自然植被状态，草高不超过200mm。是典型的湿热带乡村气候条件。整车与驾驶室试样前风挡朝正南方，自然放置于曝晒场内，零部件与特制样板面朝正南，与地平面成45°倾角,试验架下端离地面高度大于500mm。1.3.2荧光紫外试验

6、参照ASTMG154标准设备：采用ATLAS生产的UC-1型试验机；光照条件：黑板温度63±3℃，湿度不控制；黑暗条件：黑板温度40±℃，相对湿度大于98％RH；循环周期：光照8小时+黑暗4小时；水质：含碳酸钙总量不小于3ppm，PH6.5～7.5；灯管:用8支40W的紫外荧光灯管。时间为1000小时。试验时间曝晒场内的主要气象数据参见表2。表2试验期间气象因素气象因素时间（月）累计气温（℃）累计黑板温度（℃）累计白板温度（℃）太阳紫外光总能量（MJ/m）太阳总辐射光能量（MJ/m）64490.95295.44816.6193.12

7、643.3128870.210363.39458.9386.35286.61813377.315705.914288.1579.47929.72417744.720648.918918.2772.710573.0注：表中数据是1996～1997年间收集的，太阳总辐射能量的波段在295～1200nm间。1.3.3评价指标面漆涂层表面光泽、颜色与鲜映性用仪器定量测量，以光泽保持率或失光率和百分数表示；颜色以试验前后的色差值ΔE*ab表示，其它老化指标以目测评价，各项老化指标的等价均按GB/T1766规定的有关老化等级评价原则进行。2结果

8、分析2.1自然曝晒试验结果2.1.1各本色面漆的老化现象及老化特征（1）氨基（醇酸）面漆氨基（醇酸）面漆是目前国产汽车广泛应用的面漆、品种、颜色较多。不同颜色、不同配方、不同涂装条件，其出现的老化现象与老化特征不尽相同。但同种颜色或同