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汽车面漆加速酸蚀研究

发布于:2011-06-29T18:06:17 阅读次数:2874

汽车面漆加速酸蚀研究

 


    自20世纪80年代起,人们开始关注酸雨对汽车涂层的破坏程度。销售商和用户都在抱怨高温地区的酸雨侵蚀,酸蚀会形成“环形”或类似“水渍”状的酸蚀斑点。

    当涂层表面材料被破坏时,会形成酸蚀。这种材料的破坏是由于涂层内化学键发生酸促水解所形成的。当大量聚合物分子链或分子的化学键发生断裂,就会发生涂层脱落。因为,在蒸发过程中酸在水滴边缘凝结,使材料发生严重的破坏,从而形成了类似“环形”或“水渍”状的酸蚀斑点。

    提高汽车涂层抗酸蚀研究的主要目的是开发出一种新的配方,可以提高高分子链结构耐酸蚀性能。多数汽车涂层由高颜料组分的涂层(底漆)以及上面覆盖的一层透明的面漆组成。

布朗特岛 (Blount Island) 暴露试验

    佛罗里达州杰克逊威尔的布朗特岛在夏季一直是北美洲酸雨最严重的地区之一。因此,该地成为多种汽车涂层抗酸蚀性能评估的户外测试场。每年都有汽车制造商及其供应商将大量的车篷、面板和仪表板放在杰克逊威尔进行测试。车篷、面板和仪表板的尺寸和形状各异,通常黑色部件会产生最严酷的酸蚀现象。选择的测试条件有多种,但通常是放置在与水平成0°~5°角进行测试。典型的测试周期大约是14个星期,在每年的6~9月进行。测试样品在这14个星期内的每个星期都进行酸蚀程度的评定,评定采用目测方法,即用一块标准面板进行对照。布朗特岛暴露是真实的户外测试,是准确可靠的。但对产品开发却存在明显的局限性。除了因测试的地理位置和时间的局限外,测试还会因每年气候条件的不同而得到不同的测试结果。

加速酸蚀测试

    对汽车面漆抗酸蚀性能的实验室加速试验已经进行了许多研究。当前本行业所使用的方法有梯度棒测试、酸浸蚀测试等。没有一种测试能包含所有导致汽车面漆酸蚀的实际参数,如湿度、紫外线、样品朝向、酸液组成等。


最新测试方法的开发

    BASF公司认识到开发更逼真的加速酸蚀测试方法的重要性,并开始对一些关键参数进行量化。现有的氙灯试验箱可以实现大多数关键参数的模拟。
自1950年以来,氙灯试验箱已经用于测试涂料的耐老化性能,并得到广泛应用。氙灯试验箱的氙弧灯光源经过过滤后,可真实地模拟太阳光光谱,因此得到广泛运用。传统的氙灯试验箱在其测试室的中心安装有氙灯,测试样品垂直放置在环绕氙灯的样品架上,同时样品架以一定的转速围绕氙灯旋转。这种机型通常被叫做“旋转鼓”式氙灯试验箱如图1所示。在这种垂直放置样品的系统中,喷洒在样品上的液体会很快地流失。

    Q-Lab 公司开发并推出的 Q-Sun 氙灯试验箱,如图2所示,将氙灯放置在测试室的顶部,测试零件和样板以接近水平角度的方向安置在灯管下方1。与传统的“旋转鼓”式试验箱不同,任何喷洒到样品上的液体不会很快流走,可以在样品上停留较长的时间,并缓慢地在样品表面干燥。
BASF公司的科学家认识到这种样品平面排列的氙灯测试对于再现杰克逊威尔酸蚀性试验特别有用。基于Q-Lab公司在老化科学、相关性研究和测试设备领域的丰富经验,BASF公司决定与Q-Lab公司联合研究开发更逼真的加速酸蚀测试方法。

 

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