粉末涂料是一種不含溶劑的固體粉末狀涂料，具有節(jié)省能源和資源、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和涂膜機(jī)械性能好等特點(diǎn)，尤其是不含有機(jī)溶劑、無污染，受到涂料行業(yè)廣大環(huán)保愛好者的青睞。近幾年，粉末涂料得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用，特別是熱固性粉末涂料。在熱固性性粉末涂料中，戶外粉末涂料占據(jù)了很大的比重。下文提到的粉末涂料一般特指戶外粉末涂料。

粉末涂料固化后的涂層，在實(shí)際戶外使用過程中容易受到陽光、雨水、溫度、氧氣、水分以及沙塵等諸多環(huán)境因素的影響，會(huì)產(chǎn)生發(fā)黃、褪色、粉化、開裂、起泡、表面剝落等老化現(xiàn)象，從而影響到產(chǎn)品的性能和美觀。

研究粉末涂料的耐候性，對于評(píng)價(jià)涂層的性能，預(yù)測涂層的使用壽命，積極采取措施減緩材料的老化，對于粉末涂料的改性和開發(fā)都有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文從著重從粉末涂料耐候性能的檢測方面進(jìn)行闡述。

耐候性檢測的分類

耐候性檢測一般常見的有以下幾種：

☆  氣候老化試驗(yàn)

☆  紫外老化試驗(yàn)

☆  臭氧老化試驗(yàn)

☆  熱空氣老化試驗(yàn)

☆  溫度交變老化試驗(yàn)

☆  濕熱老化試驗(yàn)

☆  介質(zhì)老化試驗(yàn)

除了上述試驗(yàn)方法外，還有耐寒試驗(yàn)、鹽霧老化試驗(yàn)、抗霉試驗(yàn)等等，盡管測試方法有幾十種，但在進(jìn)行具體試驗(yàn)時(shí)，要根據(jù)材料的最終使用環(huán)境、材料的類別和試驗(yàn)?zāi)康牡?，來選取適當(dāng)?shù)臏y試方法。

氣候老化試驗(yàn)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種測試方法。下文講到的耐候性測試也主要以氣候老化試驗(yàn)為主。

氣候老化試驗(yàn)—是將材料的試驗(yàn)樣品曝露與大氣環(huán)境條件下，從而獲得材料樣品在大氣環(huán)境曝露下的老化規(guī)律，進(jìn)一步對材料的性能進(jìn)行分析，預(yù)測其使用壽命的一種研究方法。

氣候老化試驗(yàn)方法分為兩種：

☆    自然曝露試驗(yàn)：樣品曝露與真實(shí)的大氣環(huán)境下，獲得材料真實(shí)環(huán)境下的老化行為。

優(yōu)點(diǎn)：信息最為準(zhǔn)確、方法最為有效，測試成本相對較低。

缺點(diǎn)：周期長、氣候多變、受環(huán)境因素影響較大，重現(xiàn)性不好。

☆    人工氣候老化試驗(yàn)：通過室內(nèi)模擬真實(shí)大氣環(huán)境，或者加強(qiáng)某一特定環(huán)境因素，以求在短時(shí)間內(nèi)獲得材料老化行為的試驗(yàn)方法。

通常使用的人工氣候老化試驗(yàn)箱有：

☆    氙燈氣候老化試驗(yàn)箱

優(yōu)點(diǎn)：光譜分布最接近戶外太陽光光譜，與戶外自然曝露測試最為接近。

缺點(diǎn)：設(shè)備價(jià)格、測試和維護(hù)成本較高，安裝條件和運(yùn)行環(huán)境要求高，重現(xiàn)性，相對紫外要弱一些。

☆    熒光紫外氣候老化試驗(yàn)箱

優(yōu)點(diǎn)：測試周期短、快速，測試和維護(hù)成本低，運(yùn)行環(huán)境沒有特殊要求，重現(xiàn)性相對較好。

缺點(diǎn)：因?yàn)楣庾V采用太陽光中的紫外光波段，沒有占太陽光很大比重的可見光，因此，會(huì)造成一些材料的失真，即實(shí)驗(yàn)室加速結(jié)果與戶外實(shí)際測試完全相反的結(jié)果。

☆    碳弧燈氣候老化試驗(yàn)箱

這種方法是早期的一種測試方法，現(xiàn)在除了日本一些公司在采用外，普遍很少采用了。

粉末涂料耐候性測試的影響因素

1    底材的影響

粉末涂料底材，主要以鋼、鋁、鐵等金屬件為主，3種材料的熱導(dǎo)系數(shù)不同，相同的粉，噴涂在不同底材上，固化完全后，測試?yán)匣囼?yàn)的結(jié)果會(huì)有差異。

我們選取了10種樹脂制成的高光、白色粉末涂料，分別以鋁、鐵、鋼作為底材，進(jìn)行噴涂、固化，制成測試用樣板。按照GB/T 1865-2009標(biāo)準(zhǔn)，氙燈1500小時(shí)測試結(jié)果如下。

鋁/熱導(dǎo)系數(shù)   237；鐵/熱導(dǎo)系數(shù)    80；鋼/熱導(dǎo)系數(shù)   15-18（不同合金，成分不同）；

鋁熱導(dǎo)系數(shù)大，散熱速度快，單位時(shí)間內(nèi)留在涂層表面的熱量相對較少。涂層的熱解或熱致變速度變慢。在試驗(yàn)中表現(xiàn)為失光程度較小，白色涂層的色差（△E）變化不明顯。

2    原材料的影響

粉末涂料由樹脂、固化劑、顏料、填料和部分助劑混合，熔融擠出，在固化前，是這些材料的混合物。固化后涂層的特性取決于這些材料的配比和穩(wěn)定性。

我們先后研究了在相同配方體系下同型號(hào)不同批次樹脂、固化劑、顏填料。

選用同一廠家的樹脂、固化劑、顏填料經(jīng)過分批次試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，一些規(guī)?；a(chǎn)的大公司產(chǎn)品相對比較穩(wěn)定，不同批次材料對涂層的耐候性測試影響較小，氙燈1500小時(shí)，UVB-313 400小時(shí)試驗(yàn)，保光率波動(dòng)在±2.0%左右。

同類型不同公司樹脂、固化劑、顏填料；

選用不同廠家的的樹脂、固化劑、顏填料經(jīng)過分批次試驗(yàn)，同樣進(jìn)行氙燈1氙燈1500小時(shí)，UVB-313 400小時(shí)試驗(yàn)，保光率差異在10%~40%，這可能是不同廠家在配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管控等方面存在著一定的差異。而每種材料的微小差異，在粉末涂料中就會(huì)被幾何級(jí)的放大。

3    粉末配方的影響；

另外，粉末涂料根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的場景，分類繁多，有高光的、亞光的、砂紋、轉(zhuǎn)印等等。不同配方體系下的粉末，測試結(jié)果千差萬別。而且應(yīng)用環(huán)境不同，測試的條件也不一樣，例如汽車行業(yè)上的測試標(biāo)準(zhǔn)就不適用與鋁型材等建材上的測試。

因此，在要求某一材料的耐候要求滿足一特定等級(jí)時(shí)，要特別強(qiáng)調(diào)粉末涂料的測試配方。這也是很多同型號(hào)材料在一些公司耐候要求可以通過，在其他公司測試無法通過的原因。這也是目前粉末涂料行業(yè)耐候性測試存在的一個(gè)問題。因?yàn)槟壳暗膰鴥?nèi)外，只有方法和要求，沒有標(biāo)準(zhǔn)測試配方。

4    自然曝露試驗(yàn)

戶外暴曬的影響因素

暴曬的方法：各種安裝和曝曬技術(shù)都可用于氣候戶外曝曬試驗(yàn)。但是每一種方法都有自身的特點(diǎn)和局限性。選擇方法取決于材料本身或者產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。選擇合適的曝曬方法，可確保數(shù)據(jù)的有效性。戶外曝曬的主要影響因素：

曝曬場地的季節(jié)性變化