热塑性粉末涂料的应力开裂和老化7打扣机

热塑性粉末涂料的应力开裂和老化

关键词： ---------------------------------------------------------------应力开裂（stress relaxation）：由低于塑料短时机械强度的各种应力引起的塑料内部或外部开裂（这类开裂常常随塑料所暴露的环境而加速发展。引起开裂的应力可存在于外部或内部，或两种应力的结合）老化（ageing） ：高分子材料在日光、风雨、寒热等自然气候条件下，在受到日光的紫外线、红外线、空气中的氧、臭氧、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氮的氧化物、氯、氯化氢、水以及气温变化等因素的长期作用产生的诸如变色、透明度降低、粉化、剥离、龟裂、收缩等现象。 ---------------------------------------------------------------- 近几年来，随着我国高速公路的迅猛发展，市政建设的日新月异以及铁路时速的提高，道路封闭及隔离用护栏的需求量与日俱增，浸塑护栏以其卓越的防腐蚀性，优异的耐候性和鲜艳的色彩倍受人们青睐，逐渐取代了以往的热度锌及油漆涂敷的传统护栏，成为当今交通护栏、市政护栏的主流中国机械网okmao.com。由于国内生产护栏涂塑用聚乙烯粉末涂料厂家良莠不齐，这给护栏生产厂家选料带来了很大的麻烦，选择不合适，很容易出现应力开裂和老化现象，造成极大的经济损失，如何避免这种损失呢？下面就影响聚乙烯粉末涂料使用寿命的一些重要指标进行一些探讨，以期护栏生产厂家进行正确地选择。耐环境应力开裂性 由于聚乙烯为结晶相和无定形相共存的两相共聚物，在加工过程中，结构内部容易产生内应力，这种内应力同时受外部环境很大的影响，诸如温度、湿度、PH值、溶解气体以及溶液的对流或扩散速度等环境因素对内应力形成应力开裂有很强的加速作用。耐环境应力开裂是聚乙烯粉末涂料的一个至关重要的指标，以往的使用厂家由于忽视这个指标，选用了耐环境应力开裂差的聚乙烯粉末涂料，在浸塑后由于不能及时发现这种缺陷，在把护栏安装后时间不长，就会形成大量的开裂，或者在使用一段时间后，形成大量的应力开裂，给厂家带来很大的经济损失。那如何检测这种耐环境应力开裂的能力呢？如果按实际情况进行实验室模拟试验，通常可以获得较可靠的结果，但这种试验费时冗长，因此往往通过加速实验来评定耐环境应力开裂性，GB1842-80《聚乙烯环境应力开裂实验方法》就是一个检测聚乙烯粉末涂膜耐环境应力开裂的一个快速而很好的方法。 把具有刻痕的试样弯曲浸泡在具有一定温度的试剂中，观测试样的破损时间，使用对数几率坐标作图法，得到试样在某介质中破损几率为50%的时间F50，定义为该试样在此介质中耐环境应力开裂时间。总数目为n个试样，已破损X个试样时的破损几率fx可按下式计算： fx =X/（n+1）×100% 当总数为10个时， 已破损1个的破损概率=1/（10+1）×100%=9.1% 已破损2个的破损概率=2/(10+1) ×100%=18.2% 已破损3个的破损概率=3/(10+1) ×100%=27.3% 其它依此类推 把上述破损时间的对数与破损几率在对数几率坐标上作图，并把所得数据点按最合理的方式连成一直线。此直线与破损几率50%的交点，即为试样的耐环境应力开裂时间F50。耐环境应力开裂较差的聚乙烯粉末涂料的F50在0~100小时之内，廊坊富华化工有限公司生产的FPE-1型工程用聚乙烯粉末涂料的F50可达到1000小时，远远消除了因应力开裂缩短聚乙烯粉末涂料使用寿命这个因素。 老化 影响聚乙烯粉末涂料使用寿命的另一个至关重要的指标就是耐老化性，在没有应力开裂的情况下，延长聚乙烯粉末涂料的老化也就是延长聚乙烯粉末涂料的使用寿命。 太阳辐射到地球外空气层的光是一种连续光谱,其波长在0.7~3000nm之间。但整个太阳辐射并不能完全照射到地球表面，波长1400nm以上的太阳光谱会被散布在地球表面的水蒸气所吸收，也就是说只有短波长波段的红外线辐射才能照射到地球表面，至于波长在175 nm以下的紫外线辐射会被氧气所吸收，而波长在175 nm与290 nm的辐射会被臭氧所吸收。而只有波长介于290 nm与1400 nm之间的太阳辐射能照射到地球表面，进而导致聚乙烯粉末涂料的老化。此波段的辐射又可细分为： 波长（nm） 占总辐射量的百分比 对老化的影响 红外线780~1400 42~60% 热度 可见光380~780 39~53% 热度及光化学反应 紫外线290~380 1~5% 主要是光化学反应 紫外线虽然只占总辐射量的1~5%，但对聚乙烯粉末涂料的老化却起着关键的作用。紫外线又可分为UV-A（315~400nm）及UV-B（290~315nm）两种，因为波长在290~315nm之间的紫外线由最高的能源位阻，所以它是导致塑料老化的主要因素，而对聚乙烯粉末涂料老化最大的波长为300nm。 不同聚合物的活性光谱 聚合物 活性光谱最大值，nm 聚丙烯酸酯 290，325 聚乙烯 300 聚丙烯 310，370 聚氯乙烯 320 聚酯 325 ※活性光谱最大值：导致聚合物最大劣化的波长 聚乙烯粉末涂料的老化主要体现在以下几个方面： （一）变色 鲜艳的颜色也是聚乙烯粉末涂料之所以倍受青睐的一个重要因素，五颜六色的色彩对护栏能起到极好的装饰效果，但由于聚乙烯粉末涂料厂家对颜料及助剂的选择不同，过分地追求利润不管质量的做法，致使护栏在使用过程中短期内变色，严重影响护栏的美观，是护栏生产厂家上当受骗，造成严重的后果。要想长期保持颜色的鲜艳程度，严格地选择颜料是至关重要的，颜料的耐候等级要达到或接近顶级，某些颜料为满足高耐候性的要求，必须经过系列的特殊处理。检测聚乙烯粉末涂料的变色性最好的方法是人工加速老化，观察颜色的变化情况及色差大小。 （二）塑料性能的下降 其它种类的老化,诸如粉化、失光、龟裂、剥离等现象主要是塑料性能的下降，聚乙烯粉末涂料暴露在日光下，其吸收光的基团受到激发而生成自由基，这与紫外光的能量、聚乙烯的结构以及其中的一些杂质有关，因为有氧的存在，同时被氧化，而且，热氧化过程可能与光氧化过程叠加在一起（通常将总过程看作是光氧化过程）。在日光紫外线的作用下，伴随空气中的氧、臭氧、NO2、H2S、水的影响，聚乙烯粉末涂层的塑料性能慢慢下降，主要体现在断裂伸长率和拉伸强度的下降，随着时间的推移，慢慢出现粉化、失光、龟裂、剥离等现象。好的聚乙烯粉末涂料对原材料的选择很严格，同时加入相应的系列助剂，可以大大延缓涂层的老化，不同厂家的聚乙烯粉末涂料的耐老化差别较大，护栏生产厂家在选料时应该精心筛选，粉末涂料生产厂家至少应该有权威部门的人工加速老化试验，护栏生产厂家在选择聚乙烯粉末涂料时，可以对比进行人工加速老化，然后测试断裂伸长率和拉伸强度的保持率，在相同的条件下，断裂伸长率的保持率和拉伸强度的保持率越高越好。

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