閆杰，邱森寶

（工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 510610）

1 引言

太陽輻射、水和熱是造成戶外使用的涂層材料失效故障率高的重要原因。太陽光中紫外線的作用，使涂層逐漸老化、變色和龜裂，材料性能受到不同程度的影響；高原較大的日溫差和強(qiáng)烈的太陽輻射，也使得涂層老化加快，易產(chǎn)生基材結(jié)構(gòu)腐蝕或變形。此外，涂層由于水的作用而發(fā)生水降解反應(yīng)，如果涂層中存在酯、醚、脲、醇和胺等基團(tuán)，涂層發(fā)生水降解的可能性就更大。由于有機(jī)涂層的分子鏈經(jīng)過光降解后，會產(chǎn)生很多親水性基團(tuán)。因此，在大多數(shù)涂層的老化過程中，水降解常發(fā)生在光降解反應(yīng)后[1]。本文將紫外輻射較強(qiáng)的拉薩站和濕熱程度高的廣州站作為投試點，對比同種涂層在不同的氣候環(huán)境中自然暴露后的性能變化。

2 試驗站的特點

本研究選取拉薩試驗站和廣州站進(jìn)行天然暴露試驗研究。西藏自治區(qū)首府拉薩市，位于雅魯藏布江支流拉薩河中游的河谷平原，東經(jīng)91.07′，北緯29.39′，海拔3658 m。其氣候特點如表1[2]所示。

表1 拉薩的氣象數(shù)據(jù)

廣州站的氣候條件代表了亞熱帶濕熱氣候。表2是廣州累年各月統(tǒng)計值 （1971年～2000年）[3]。

表2 廣州的氣象數(shù)據(jù)

3 試驗樣品和試驗方法

3.1 試驗樣品

本研究選取了6種常用的涂層材料，共60件試驗樣品，投試?yán)_和廣州試驗站戶外，同時進(jìn)行暴露試驗。涂層品種如表3所示：

表3 涂層的品種

3.2 試驗方法

本研究采用GB/T 9276-1996涂層自然氣候曝露試驗方法。試驗周期分3個月、6個月和12個月，每個周期進(jìn)行外觀檢查和光澤度、色差等檢測。

4 試驗結(jié)果

4.1 外觀變化

采用GB/T 1766—2008色漆和清漆 涂層老化的評級方法。樣品經(jīng)過拉薩一年的戶外和棚下暴露后，其老化評級如表4和表5所示：

表4 樣品在拉薩戶外暴露后的老化評級表

表5 樣品在廣州戶外暴露后的老化評級表

4.2 光澤度變化

使用JKGK型光澤度儀對拉薩戶外和廣州戶外試驗樣品分別進(jìn)行了光澤度檢測，其變化如圖1、圖2所示：

圖1 拉薩戶外涂層樣品的光澤度變化

圖2 廣州戶外涂層樣品的光澤度變化

4.3 顏色變化

使用ADCI-60-C型全自動測色色差計對拉薩戶外和廣州戶外試驗樣品分別進(jìn)行了色差檢測，其變化如圖3、圖4所示：

圖3 拉薩戶外涂層樣品色差變化

圖4 廣州戶外涂層樣品的色差變化

5 結(jié)束語

樣品在拉薩通過一年的試驗后，初步得到下列幾點結(jié)論：

a）試驗樣品在典型高原拉薩試驗站，戶外暴露試驗一年，大部分涂層已出現(xiàn)粉化，甚至有起泡現(xiàn)象，失光現(xiàn)象比廣州嚴(yán)重。

b）涂層試驗一年后色差都出現(xiàn)了不同程度的上升，廣州開始變色快，但一年后，拉薩的涂層變色比廣州嚴(yán)重。

c）種類2、3和5的老化速度緩慢，尤其是種類5，其老化不明顯，表現(xiàn)出較穩(wěn)定的性能。

d）相對于同樣是玻璃鋼板基材的材料，底漆為雷達(dá)罩底漆、面漆為淺灰TS96-71的防護(hù)性能要優(yōu)于底漆為環(huán)氧聚酰胺、面漆為彈性漆S04-13的；同樣為LY12-CZ的材料，鋅黃底漆、TB04-62面漆優(yōu)于鋅黃環(huán)氧底漆、?；褹04-61面漆；而同樣為LF6M基材的材料，也有鋅黃底漆、TB04-62面漆優(yōu)于鋅黃環(huán)氧底漆、?；褹04-61面漆的結(jié)論。

[1] 鄧洪達(dá).典型大氣環(huán)境中有機(jī)涂層老化行為及其室內(nèi)外相關(guān)性的研究 [D].北京：機(jī)械科學(xué)研究院武漢材料保護(hù)研究所，2005：4.

[2] 普布卓瑪，格央，伏陽虎.西藏高原氣候概況及未來氣候趨勢 [J].西藏科技，2005， （11）：47-50.

[3] 胡婭敏，杜堯東，呂俊梅.廣州氣候變化事實分析 [M].廣州：廣東科技出版社，2008：368-375.