涂层老化测试

涂料拥有鲜艳多样的外观装饰效果，方便的涂装施工及维修，但作为一种高分子材料，不可避免的存在着老化问题，由于暴露在太阳光的辐射以及热和水，而出现失光、变色、生锈、开裂、脱落等老化性能现象，这严重影响产品性能和外观表现，导致产品过早失效。涂层的老化是导致涂料的保护功能及装饰效果丧失的主要原因，因此如何预测评价涂料的老化性能是涂料应用中一个重要的研究内容。

1.涂料老化性能测试类型

(1)涂层老化的影响因素：

决定材料耐老化性的主要因素是辐射、温度和水(湿度)，这三大因素对材料老化的影响还存在复杂的协同作用。

光辐射：太阳光谱主要由紫外光谱、可见光谱和红外光谱组成。紫外线辐射对材料而且波长越短，材料对其的吸收率越大；同时波长越短，其光子包含的能量就越大;对化学键的能力也越大。

温度：高分子材料的降解过程中，温度对反应速率的影响是温度每上升10℃，反应速率就会增加1 倍。高温会对自由基光化学反应的第二步反应产生较大的影响，高温会增加分子的移动，提高氧的扩散效率及反应形成的自由基的扩散。

水(湿度) ：水对材料的影响以喷淋、冷凝、浸泡和湿度的形式出现。一般情况水是一种载体，富含溶解氧的水渗透进入材料的内部时，将大量的氧带入，促使材料内部产生化学变化，同时会将材料成型前加入的助剂析出。水的渗入会导致表面层的体积膨胀，与内层材料间产生应力，当蒸发时又产生收缩，引起相反的应力，这种交替变换会对材料产生疲劳作用，导致材料表面易于开裂。水作为大多数涂料粘合剂的增塑剂，可降低涂料的玻璃化转变温度（Tg）。增塑后的涂层使得小分子更容易在涂层中迁移。水也可以从涂层内或涂层与基材之间的界面上置换其他分子，导致附着力丧失。此外，当涂层因吸湿而膨胀时，水可在涂层中引起应力变化，但这种变化由于其与基材的粘附而受到限制。

(2)涂层老化测试方法：

判定耐久性的方式可划分为两大类：人工气候老化试验和自然大气暴露试验。人工气候老化试验按光源主要可分为碳弧灯、氙灯和紫外荧光灯，由于碳弧灯的辐射光谱与太阳光谱差别太大，在国内已较少使用。三种光源的老化加果是碳弧灯>氙灯>紫外荧光灯。自然大气暴露试验根据阳光对样板照射过程可分为直接暴露和间接暴露。间接暴露包括玻璃板下暴露和镜面反射会聚暴露( 如EMMQUA) ，加果是EMMQUA>直接暴露>玻璃板下暴露。

目前对外墙涂料的老化性能的试验判定方法不相同。例如美国以自然大气暴露试验作为老化性能的主要判定方法；德国是人工气候老化和自然大气暴露两种方法共同采用，侧重自然暴露；日本是1995 年以前为人工老化，从1995年起日本标准中除保留人工气候老化外，还引入了自然大气暴露试验项目。国内至今仍以人工气候老化作为主要的评价标准。

涂料常见人工加速老化实验的相关标准如下：

2.涂层老化的评级办法

涂料老化评级按GB/T 1766-2008《色清和清漆 涂层老化的评级办法》中进行评定。该标准规则了涂层老化的评级通则、老化单项目标的评级办法及装修性涂层和保护性涂层的老化综合评级办法。简述常用的几个单项等级的鉴定。

2.1 失光等级的鉴定

目测漆膜老化前后的光泽改变程度及按GB/T 9754测定老化前后的光泽，核算失光率。用下式核算失光率（%）：

2.2 变色等级的鉴定

2.2.1 仪器测定法

按GB/T 11186.2和GB/T 11186.3测定和计算老化前后的样板之间的色差值，评级如下。

变色程度和变色等级

2.2.2 目视比色法

当漆膜外表高低不平及漆膜外表色彩为两种或多种色彩等不适用于仪器法测定时，宜选用目视比色法。依照GB/T 9761的规则将老化后的样板与未进行老化的样板（规范版）进行比色，按漆膜老化前后色彩改变程度参照GB 250用灰色样卡进行评级。

2.3 粉化等级的鉴定

天鹅绒布法粉化的鉴定按ISO 4627-7进行，胶带法粉化等级按ISO 4628-6进行。

2.4 开裂等级的鉴定

漆膜的开裂等级用漆膜的开裂数量和大小来表明，如有也许，还可标明开裂的深度类型。开裂深度首要有三种类型：表明没有穿透漆膜的外表开裂；表明穿透外表漆膜，但对底下各层漆膜基本上没有影响的开裂；表明穿透全部漆膜系统的开裂，可见底材。

2.5气泡、生锈、剥落、长霉、斑点、玷污等级的评定

漆膜起泡等级用漆膜起泡密度和起泡的大小表示，表示方法为起泡密度不和起泡大小等级；

漆膜生锈等级用漆膜表面的锈点（锈斑）数量和锈点大小表示，表示方法为锈点数量和锈点大小的等级；

漆膜剥落的等级用漆膜剥落的相对面积和剥落暴露面积的平均大小表示，可根据漆膜体系的层次，表示剥落的深度。

漆膜的长霉等级用涂层的长霉数量和长霉大小表示；涂层斑点的等级用斑点的数量和斑点的大小表示；玷污的等级用涂层的玷污成度表示。