汽車面漆加速酸蝕研究

汽車面漆加速酸蝕研究

    自20世紀(jì)80年代起，人們開始關(guān)注酸雨對汽車涂層的破壞程度。銷售商和用戶都在抱怨高溫地區(qū)的酸雨侵蝕，酸蝕會形成“環(huán)形”或類似“水漬”狀的酸蝕斑點(diǎn)。

    當(dāng)涂層表面材料被破壞時，會形成酸蝕。這種材料的破壞是由于涂層內(nèi)化學(xué)鍵發(fā)生酸促水解所形成的。當(dāng)大量聚合物分子鏈或分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，就會發(fā)生涂層脫落。因?yàn)?，在蒸發(fā)過程中酸在水滴邊緣凝結(jié)，使材料發(fā)生嚴(yán)重的破壞，從而形成了類似“環(huán)形”或“水漬”狀的酸蝕斑點(diǎn)。

    提高汽車涂層抗酸蝕研究的主要目的是開發(fā)出一種新的配方，可以提高高分子鏈結(jié)構(gòu)耐酸蝕性能。多數(shù)汽車涂層由高顏料組分的涂層（底漆）以及上面覆蓋的一層透明的面漆組成。

布朗特島 (Blount Island) 暴露試驗(yàn)

    佛羅里達(dá)州杰克遜威爾的布朗特島在夏季一直是北美洲酸雨最嚴(yán)重的地區(qū)之一。因此，該地成為多種汽車涂層抗酸蝕性能評估的戶外測試場。每年都有汽車制造商及其供應(yīng)商將大量的車篷、面板和儀表板放在杰克遜威爾進(jìn)行測試。車篷、面板和儀表板的尺寸和形狀各異，通常黑色部件會產(chǎn)生最嚴(yán)酷的酸蝕現(xiàn)象。選擇的測試條件有多種，但通常是放置在與水平成0°~5°角進(jìn)行測試。典型的測試周期大約是14個星期，在每年的6~9月進(jìn)行。測試樣品在這14個星期內(nèi)的每個星期都進(jìn)行酸蝕程度的評定，評定采用目測方法，即用一塊標(biāo)準(zhǔn)面板進(jìn)行對照。布朗特島暴露是真實(shí)的戶外測試，是準(zhǔn)確可靠的。但對產(chǎn)品開發(fā)卻存在明顯的局限性。除了因測試的地理位置和時間的局限外，測試還會因每年氣候條件的不同而得到不同的測試結(jié)果。

加速酸蝕測試

    對汽車面漆抗酸蝕性能的實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行了許多研究。當(dāng)前本行業(yè)所使用的方法有梯度棒測試、酸浸蝕測試等。沒有一種測試能包含所有導(dǎo)致汽車面漆酸蝕的實(shí)際參數(shù)，如濕度、紫外線、樣品朝向、酸液組成等。

最新測試方法的開發(fā)

    BASF公司認(rèn)識到開發(fā)更逼真的加速酸蝕測試方法的重要性，并開始對一些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行量化?，F(xiàn)有的氙燈試驗(yàn)箱可以實(shí)現(xiàn)大多數(shù)關(guān)鍵參數(shù)的模擬。
自1950年以來，氙燈試驗(yàn)箱已經(jīng)用于測試涂料的耐老化性能，并得到廣泛應(yīng)用。氙燈試驗(yàn)箱的氙弧燈光源經(jīng)過過濾后，可真實(shí)地模擬太陽光光譜，因此得到廣泛運(yùn)用。傳統(tǒng)的氙燈試驗(yàn)箱在其測試室的中心安裝有氙燈，測試樣品垂直放置在環(huán)繞氙燈的樣品架上，同時樣品架以一定的轉(zhuǎn)速圍繞氙燈旋轉(zhuǎn)。這種機(jī)型通常被叫做“旋轉(zhuǎn)鼓”式氙燈試驗(yàn)箱如圖1所示。在這種垂直放置樣品的系統(tǒng)中，噴灑在樣品上的液體會很快地流失。

    Q-Lab 公司開發(fā)并推出的 Q-Sun 氙燈試驗(yàn)箱，如圖2所示，將氙燈放置在測試室的頂部，測試零件和樣板以接近水平角度的方向安置在燈管下方1。與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)鼓”式試驗(yàn)箱不同，任何噴灑到樣品上的液體不會很快流走，可以在樣品上停留較長的時間，并緩慢地在樣品表面干燥。
BASF公司的科學(xué)家認(rèn)識到這種樣品平面排列的氙燈測試對于再現(xiàn)杰克遜威爾酸蝕性試驗(yàn)特別有用?；赒-Lab公司在老化科學(xué)、相關(guān)性研究和測試設(shè)備領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，BASF公司決定與Q-Lab公司聯(lián)合研究開發(fā)更逼真的加速酸蝕測試方法。

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