颜料耐候性的研究

1、”颜料耐候性的研究美国太阳化学宋秀山博-It-颜料的耐候性是指颜料在经过阳光照射，在自 时候却恰恰相反，一开始暴晒，不见任何的改变。 然界的热度以及雨水(湿度)的侵染下所产生的颜但是经过一些时日，颜色的改变开始了。当然颜料 色变化。颜料产品因气候造成的变化有破裂，卷曲， 可以在不同的应用中使用。应用系统的各个成分也 氧化，以及褪色等现象。变化的主要原因是因为阳 能影响颜色的改变：各个成分本身对光的暴晒也许 光中紫外光与可视光对被照射的颜料产品所引起 没有变化，但是将它们合在一起，有时候成分之间 的光化学反应所造成。一般而言，影响颜料稳定性的化学作用能加速或减缓颜色的改变。 的气候因素有：颜料用

2、于不同的应用系统里，如涂料、塑料。油阳光：阳光的主要组成可以分为三部分： 墨、纺织品、皮革等等。国内的颜料企业对自己产品 (1)紫外光，波长小于400nm；(2)可视光，波 耐候性所做的实验并不多。对产品的耐候性或耐光性 长的范围从400700nm；(3)红外光，波长大于 也仅仅靠参考国外颜料制造商所提供的数字。很少向 750nm。红外光与热加速颜色的改变，但是真正对 下游企业提供自己颜料的耐候性数据。下游企业要求 颜料造成损害的是紫外光与可视光。耐候性的检测以汽车工业最为严谨，其目的不只是维湿度：太高的湿度容易引起产品物理性的护产品的品牌信誉，也希望避免因日后因为非预期的 质变，快速变化的湿

3、度与冷热不同的温度，更能加 颜色褪色，造成烦琐的法律诉讼与责任赔偿。通常颜 速颜料的变化与破坏。通常稳定的湿度与温度可以 料用在汽车涂料的使用，其耐候性必须达到8以上。 减缓破坏的速度。 在印刷油墨的耐候性在24之间，用于包装油墨、大气成分：有些大气中的气体会与光一起室内或建筑油漆则在57之间。 促使颜料的改变，譬如氧与臭氧。氧气是造成产品 氧化的来源。美国宪法就是放在一个无氧的箱子中 展示，以确保宪法文件的长期保存。臭氧的产生有 多种方式，譬如由冰箱的马达，或是由荧光灯的变 压设备等都能产生臭氧，臭氧破坏颜料的化学结 构，造成颜料的褪色。汽车的排气物以及工厂的废 气，常常含有水溶性的酸类，这

4、些酸类也能对颜色造成严重的侵蚀。时嘲本身也是一个重要因素：在时间的阴 影下，没有永远不变的东西。大多数颜色的衰退是 直线的，连续性的，一经暴晒，就持续不断的改变。 然而颜色的改变与暴晒的时间并非都是直线关系： 有时候这种改变只是在开始的时候，经过一段时候 以后，颜色的改变就停止了，颜色不再变化。有的42：。=；戮凸绷器赛矬豫呜景戮jj耐候性测试有三个基本方法，就是：(1)长期 以直接水淋，控制湿度。一般而言，荧光紫外测试 户外暴晒；(2)加速实验室耐候性测试；(3)加速仪是用来检测产品物理性能的变化，氙弧灯测试仪 户外耐候性测试。长期的户外暴晒测试费时费力，则用于颜色变化的检测。 但是可以用加

5、速的户外测试方法将时间缩短。加速颜料的耐候性跟颜料使用系统中的成分，如树 的户外测试方法加强紫外光的能量，在短期内提供脂、助剂有直接关系，因此同一种颜料在不同的应 相当于六个月的日光暴晒，但是却无法真正的模拟 用体系，其耐光性的结果可能会有很大的差异。任 出加速的温度与湿度。因此所提供的数据无法完全何树脂，助剂的改变，甚至生产方式的改变都可能 模仿真正的长期户外暴晒。即使如此，大多数的专 造成不同的耐候性结果。生产单位经常为了改进品 家仍然为这种测试还是能够提供有价值的预估。质，降低成本，引进新的原料与助剂，但是如果没当汽车内部接受阳光的照射时，其结果跟季 有正确的测试，很可能造成不合格的耐候

6、性。新的 节、地区以及温度有关。尤其是当车子在停车场， 高分子树脂，新的有机颜料都会改变测试产品的耐 没人在车上的时候，车子内部的温度很容易达到摄 候性。不同工厂制造出来的树脂，虽然有同样的规 氏80度。因此实验室耐候测试的设计应该将高温 格，但是由于缩合的程度不同，分子量分布的不同， 与阳光照射混合。至于汽车外部，不只受光线的影 支链的分布不同，对其耐候性都会产生影响的。同 响也受晴雨气候的影响。实验室耐候性的测试必须 一个颜料在塑料高分子树脂里的耐候性要比在油 模拟雨水的喷淋以及阳光照射。耐候性的测试使用 漆中要好，因为高分子树脂对颜料具有保护的作 与耐光性同样的仪器，但是必须添加雨水的喷

7、洒。 用。依此类推，在油墨中通常只含少量的树脂，其 实验室雨水的喷洒是藉着对照射样板的定期性的 颜料的耐光性就比较差。介质的种类也会影响耐候 喷洒一定量的水分。雨水的湿气与浇淋能加速颜色 性。如果应用系统的介质是反射型的介质，颜料的 或原料的分解，以至于造成颜色的消退、光泽的消 耐光性会差些，因为光线通过了颜料层后，又因为失、产品的卷曲，龟裂甚至卷缩。介质的反射，再一次传回颜料层，颜料经过光线两柚次的穿越，所受的伤害就更大了。不同的添加物对耐候性有不同程度的影响。在伤涂料的应用里，二氧化钛会促进有机颜料的光分协解。因此二氧化钛数量越多，产品的耐光性就越差。 但是氧化铁却能有效的吸收紫外光线，因

8、此添加氧冒墨，耋一互曩工 惦化铁能适度的改善有机颜料的耐光性，大分子有机胺(muS)吸收紫外光，常常加入应用系统中帮珊ID期D囊D皿锄硼卿珊珊皿助产品的光稳定性。Talc是一种填充料，但是若与实验室常见的户内加速耐候测试器有荧光紫 大分子有机胺同时加入，因其能与大分子有机胺 外测试仪以及氙弧灯测试仪。荧光紫外测试仪是模 (HALS)能起作用，而导致其耐光性的降低。二 仿日光里短波的紫外光，波长在295365之间。 氧化硅也是一种填充物，但是若使用不纯二氧化硅 通常都可以加热，控制测试的温度，也能控制测试 时，因其所含有的金属杂质有催化作用，在光的照 器内的湿度。氙弧灯所产生的光谱可以藉着滤光器

9、 射下能促进聚丙烯的裂解，因此必须使用高纯度的 的过滤而提供非常类似日光的光谱，除了紫外光以 二氧化硅。在塑料中，二氧化钛可以在紫外光下保 外，还包括了可视光与红外光，氙弧灯产生的光不 护聚氯乙烯，但是二氧化钛也能在紫外光与湿气的 但能量高，其波长也接近太阳光的波长。测试仪中 共同存在下，促进高分子的裂解，导致聚氯乙烯外 有温度控制，能加热或冷却，也模仿湿度效果，可 墙板的卷曲。为了解决这个问题，二氧化钛必须事宋秀山 颜料耐候性的研究先经过表面处理再使用。对耐光、耐候性的优掠。(下图显示太阳化学酞氰 颜料本身的耐候性主要由其化学构造式决定， 蓝15：3水性汽车涂料耐候性测试的结果，喷漆样通常对

10、称形式的结构，大分子的结构，耐候性好。 板是在佛罗里达经过两年的暴晒)。 颜料颗粒的粒径大小以及粒径的分布曲线也会影耐候性的颜料通常都是耐光性的，但是耐光性 响其耐候性，其他因素，诸如树脂的稳定性，颜料 的颜料不见得都是耐候性的。耐光性与耐候性都与 的浓度，颜料的晶体都能影响其结果。粒径大小有关系，一般而言，粒径大的耐光性与耐通常我们常以18来显示颜料耐光性的程度。候性要比粒径小的要好。 此数字乃根据蓝色毛纺标准来设定的。蓝色毛纺标红179在PVC的耐候性 准是检测耐光性的一种标准方法。这种标准是由八 10种不同的毛纺染料组成。将颜色与八种不同的标准 8严毛纺蓝色染料打样，经过照射后，再比较其褪色程山6a度，决定耐光性的程度。1表示颜色最容易褪色，8 4!止。是最不容易褪色的数字。7要比8的褪色速度快两 2倍，6又要比7的褪色速度快两倍，依此类推。O263526789 1052 1315 1579暴晒能量IKJll表面积20 mqg·m'lg I墨色表面积48；中淡色耐候性的数据能帮助我们提升了解颜料的性 能，确定颜料的品质，是研发创新的基本数据，只 有清楚知道自己所生产的颜料好坏，才能提出产品 改进的方法，研发出耐候性的颜料。改进颜料的耐 候性的方法，我们可以根据前人实验的数据，譬如 增大颗粒的粒径或是添加吸收紫外光的助剂等等。