摘要:氟碳涂料因其優異的耐候性在建筑領域廣泛應用,以氟樹脂為基礎出現了自清潔、熱反射等功能型氟碳涂料。通過戶外老化與人工候加速老化等方法,并結合FT-IR、DSC、SEM、表面接觸角等表征技術對這類涂料進行研究。結果表明,必須通過研究建立適合此類產品不同特性的環境適應性試驗,才能對功能型氟碳涂料的綜合性能作出較為全面與客觀的評價。
0引言
氟碳涂料具有良好的耐候性和防腐蝕性,目前已經廣泛應用于建筑、交通運輸等領域,并成為高性能涂料的代名詞。隨著我國建筑業的發展,人們對氟碳涂料提出了更多功能性的要求。例如通過加入熱反射顏填料對太陽光具有很高的反射率,能阻緩熱能向物體內部傳導,并將吸收的熱能輻射出去。這種涂料在高溫的夏季降低了建筑表面溫度,進而影響了周圍環境溫度,使得空調等制冷設備能耗降低[1]。為了改善氟碳涂層表面容易形成雨痕或不易清洗等問題,通過對其表面進行改性,增加其親水性,從而獲得表面自清潔的功能[2]。通過對鋁銀漿進行改性,改善其耐腐蝕性與紫外線阻隔性,從而由四涂體系變為兩涂,大大減低成本等。但對于這些涌現出來的新材料新技術的環境適應性,目前還沒有進行系統的研究。材料綜合性能的耐候性并不等于氟樹脂基體的壽命,而材料的老化是一個漫長的過程,往往不受重視。國家建筑材料測試中心為建材行業建筑構件及材料環境條件與環境試驗標準化技術委員會的依托單位,在日常工作中對此類產品的環境適應性進行了研究。
1熱反射氟碳涂料
目前國內對于熱反射涂料的研究大多著眼于顏填料的性能,而忽視了樹脂基體的影響。在涂層的服役過程中,涂層樹脂會發生粉化、變色等老化,涂層粉化后,功能性填料也會在風雨等作用下脫離涂層體系,從而失去熱反射的功能。同時,涂層表面的耐沾污性也會對熱反射能力產生很大的影響。中國大氣污染嚴重,如果涂層沒有一定的自清潔能力,在短時間服役后表面的積垢將大大降低其熱反射性能。同時,即使對涂層表面進行了自清潔的改性,如果沒有一定的耐候性,也會因為表面的粉化而失去作用。
國內現行的關于熱反射涂料的標準有JC/T1040)20075建筑外表面用熱反射隔熱涂料6和JG/T235)20085建筑反射隔熱涂料6,前者對涂層人工老化后的熱反射性能提出了要求,后者對涂層耐沾污試驗后熱反射能力的衰減做了限制性規定,具體見表1。
表1國內行業標準對熱反射涂料耐老化與耐沾污的規定
從表1中可以看出,JC/T1040)2007對涂層的耐老化性要求過低,溶劑型涂料也只有500h;JG/T235)2008要求各類涂料滿足相應樹脂基體涂料的耐老化要求,未對熱反射衰減提出要求,同時采用的耐沾污試驗方法為GB/T9780)2005,該方法主要適用于外墻涂料,對金屬涂料并不適用。大多數金屬裝飾涂層都可輕松地通過標準的要求,但現實中金屬涂層表面嚴重積垢的現象比比皆是。對A、B、C(B、C為不同類型的氟碳涂料)3種樹脂基體的白色熱反射屋面板材料進行測試,分別進行1000h、2000h人工氣候老化。耐沾污按GB/T9780)2005和ASTMD3719進行。ASTM為將樣板在戶外朝南45b放置61d,然后不經清洗直接進行測量。考慮熱反射涂料發揮作用主要在夏季,因此本實驗樣品戶外放置時間為2009年6月1日)2009年7月31日。
1.1實驗儀器
氙燈老化機(Q-Pane,lQ-SUNXE-30S,美國);分光光度計(PerkinElmerLambda950,美國)。
1.2結果與討論
試驗的測試結果見圖1~圖3。
圖1樣品A老化及沾污后太陽反射比變化
圖2樣品B老化及沾污后太陽反射比變化
圖3樣品C老化及沾污后太陽反射比變化
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