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1、聚氨酯面漆光老化机理探讨发布II期：2006-10-30査看次数：66＜我有新闻发布摘要：通过人工加速老化（氤灯老化法）对聚氨酯面漆分8个周期进行老化实验，并利用FT-IR.光泽仪、交流阻抗等测试方法对老化的涂层进行分析表征，评价涂层的老化行为，并探讨涂层老化的原因。结果表明，随着老化时间的延长，涂层表面光泽度不断下降，涂层的耐腐蚀性能下降，聚合物化学键被破坏，造成涂层树脂不断降解引起老化。0引言户外使用的有机涂层■常常因为太阳光（特别是UV辐射）、温度、氧、水等环境因素的影响,而使涂膜老化破坏,其中阳光（即UV-可见辐射引起
2、的光降解）的破坏最为严重［1-2］。涂料的主要功能是保护底材，同时还起装饰作用，因此，研究涂料的户外耐候性是非常重要的。聚氨酯树脂具有可发泡性、高弹性、耐磨性、耐光性、耐溶剂性等特性「聚氨酯树脂合成时,可以通过改变原料化学结构、品种等调节配方组合,制备出各种性能和用途的树脂，可以满足工业领域中的各种技术要求。因此，它是发展较快的-种高分子合成材料。目前，世界聚氨酯合成材料的总产量达到1000万tz英中软泡占40%,硬泡占30%,弹性体占10%,涂料占15%,其他为纤维及合成革等［3］。本实验通过采用人工加速（UV）老化法，即毎
3、灯老化來硏究聚氨酯面漆的抗紫外线能力的强弱；通过采用交流阻抗法來测疋不同老化周期的涂层的防腐蚀性能。1实验原料与方法1.1原料聚氨酯面漆：深圳海虹老人牌涂料有限公司；NaCl:分析纯，屮国医药集团上海化学试剂公司。1.2试样制备首先对70mmx150mmx2mm的钢板进行喷砂处理，然后用喷涂的方式对聚氨酯而漆进行喷涂，制成样板。1.3老化实验实验采用毎灯UV照射的方式对涂料进行人工加速老化，共分8个周期，每个周期为200h。每个老化周期用3块涂层样板作为平行样板（1块做参考样板，另外2块进行老化实验）。1.4电化学交流阻抗测试
4、对聚氨酯而漆的未老化涂层样板及老化第2、第4、第8周期的涂层样板分别进行交流阻抗测试。涂层厚度为（60±5）卩m。测量频率范围105〜10-2Hz,正弦波信号的振幅为20mV。测试采用三电极体系z辅助电极为不锈钢（lCrl8Ni9Ti）,参比电极为饱和甘汞电极（SCE）,基底金屈为工作电极，腐蚀介质为蒸绸水配制的3.5%NaCl水溶液。1.5性能表征采用Nico1et730傅里叶变换红外光谱仪分析涂层在老化过程中的有机基团的变化;徳国PHYNIXSurfixf测厚仪测最涂层的厚度；AutolabPGSTAT30恒电位仪（EIS
5、）测试涂层的防腐蚀性能,XL30ESEM-TMP环境打描电镜观察涂层表面形貌的变化;WGG-60微机光泽仪测量涂层的光泽。2结果与讨论2•1聚氨酯面漆红外光谱分析图1是未经老化聚氨酯面漆的红外光谱图。从图中可以看出:3036152cm-1%、if振伸别是峰酯一缩的分().0()1□1□r—35003()0023()()200015001000波数/cm-1图1未经老化的聚氨酯面漆红外光谱图30002000波数/cm"1100()图2不同老化周期的聚氨酯面漆红外光谱比较聚氨酯的结构式为一RnOOC一NH—R—NH—COO一，聚氨
6、酯材料紫外图3各老化周期的聚氨酯面漆SEM图降利线降解主要是氨基甲酸酯键的断裂,主要有两种断裂形式[4]:•一种是N-C键断裂1?hv严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:从图3可知，涂层表而老化到第2周期吋表而形貌基本未发生变化；第4周期开始表面出现了轻微的孔洞，表面变得粗糙，说明聚合物的老化己经开始。这与红外光谱图的分析基本一致；老化到第8周期,表面变得非常粗糙，孔洞
7、尺寸也在增大，说明涂层表面树脂降解已非常严重。2.3光泽和失光率分析30002000波数/cm"1100()图2不同老化周期的聚氨酯面漆红外光谱比较聚氨酯的结构式为一RnOOC一NH—R—NH—COO一，聚氨酯材料紫外图3各老化周期的聚氨酯面漆SEM图降利线降解主要是氨基甲酸酯键的断裂,主要有两种断裂形式[4]:•一种是N-C键断裂1?hv严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:从图3可知，涂层表而老化到第2周期吋表而形貌基本未发生变化；第4周期开始表面出现了轻微的孔洞，表面变得粗糙，说明聚合物的老化己经开始。这与红外光谱图的分析基本一致；老化到第8周期,表面变得非常粗糙，孔洞尺寸也在增大，说明涂层表面树脂降解已非常严重。2.3光泽和失光率分析
