يجب إجراء الأبحاث المتعلقة باستقرار لون السطح الصلب الاكريليك من ثلاثة أبعاد أساسية: التحلل الكيميائي الضوئي ، والأكسدة الحرارية وآلية التفاعل البيئي ، والتحليل المنهجي مع تصميم الصيغة وطرق الاختبار وسيناريوهات التطبيق الفعلي. فيما يلي تفصيل مفصل من ثلاثة جوانب: مصدر تغيير اللون ، والعوامل المؤثرة وطرق التحقق:
أولاً ، تتغير الآليات الكيميائية والفيزيائية لتأسيس اللون
تدهور مؤكسد الصور
يعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية المطولة أحد الأسباب الرئيسية لتغير لون السطح الصلب ، وخاصةً لأسطح الأكريليك في المطابخ والمنشآت الخارجية. السندات المزدوجة ومجموعات الإستر وغيرها من المجموعات الوظيفية في راتنج الأكريليك عرضة للتفاعلات الكيميائية الضوئية تحت الضوء فوق البنفسجي (الطول الموجي 290-400NM) مما يسبب انقسام السلسلة الجزيئية وانهيار الصباغ الذي يسرع في تدهور مقاومة UV المقاومة للأشعة فوق البنفسجية. على سبيل المثال ، قد تنكسر مجموعات الإستر تحت الضوء لتشكيل جزيئات صغيرة من الأحماض والكحول الكربوكسيلية ، مما يؤدي إلى كسر السلاسل الجزيئية والتغيرات في كثافة التشابك ، مما يؤدي بدوره إلى تحول الطلاء إلى اللون الأصفر أو التلاشي. تمتص الطلاءات ذات الألوان الداكنة (مثل الأحمر والأزرق) طاقة خفيفة أكثر ، وعادة ما يكون معدل تغيير اختلاف اللون الخاص بها أسرع مرتين إلى 3 مرات من الطلاءات ذات اللون الفاتح.
تفاعل الأكسدة الحرارية
البيئات عالية الحرارة (≥60 ℃) تقلل بشكل كبير من ثبات الألوان في المواد السطحية الصلبة ، وخاصة تحت الإجهاد المطول. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي تعريض كونترتوب الأكريليك إلى 80 ℃ لـ 100 ساعة إلى دفع ΔE إلى ما بعد 3.0 ، في حين أن عينات درجة حرارة الغرفة تظل أقل من 1.0 - تضيء الفجوة في أداء أسطح الأكريليك المقاومة للحرارة. يمكن أن تسبب تفاعلات الأكسدة الحرارية أيضًا microcracks على سطح الطلاء ، مما يزيد من تفاقم تدهور الألوان.
ملوث الامتزاز
يمكن لأكاسيد النيتروجين ، وأكاسيد الكبريت ، وجزيئات PM2.5 أن تظل على الطلاءات من خلال الامتزاز الكيميائي أو التصاق السطحي - حيث يتناسب مع التصاق المرئي المضاد للذات وتدهور السطح الصلب غير الصفراء مع مرور الوقت ، خاصة إذا لم يتم تكوينه مع التشطيبات المائية. على سبيل المثال ، في مناطق التلوث الصناعي ، قد يمثل سطح الطلاء لهجة مملة بسبب امتصاص المركبات التي تحتوي على الكبريت ، وهذا التغيير أكثر أهمية في بيئة رطبة.
ثانياً ، العوامل الرئيسية التي تؤثر على استقرار اللون
أنواع الراتنج والهياكل الجزيئية
عادة ما تكون مقاومة الطقس لراتنج الأكريليك النقي أفضل من راتنج الستايرين-أكريليك لأن إدخال حلقات البنزين في سلسلتها الجزيئية قد يزيد من احتمال امتصاص الضوء والتوليد الجذري الحرة. على سبيل المثال ، في ظل نفس ظروف الإضاءة ، يكون الفرق في اللون ΔE لطلاء الأكريليك النقي 2.5 بعد 500 ساعة ، في حين أن طلاء الستايرين-أكريليك قد يصل إلى 4.0. بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر توزيع الوزن الجزيئي للراتنج أيضًا على استقرار اللون. الراتنجات ذات التوزيع الضيق عادة ما يكون لها مقاومة للطقس أفضل.
اختيار الأصباغ والحشو
إن مقاومة الطقس للأصباغ غير العضوية (مثل أكسيد الحديد الأحمر وثاني أكسيد التيتانيوم) أفضل بشكل عام من أصباغ العضوية. على سبيل المثال ، قد تخضع الأصباغ العضوية مثل الفثالوسيانين الأزرق إلى التغيرات في التركيب الجزيئي تحت التعرض للضوء ، مما يؤدي إلى تلاشي الألوان ، في حين يمكن تجاهل فرق الفرق في لون أكسيد الحديد في نفس الظروف. سيؤثر حجم الجسيمات وتشتت الحشو أيضًا على خصائص انعكاس الضوء للطلاء ، وبالتالي تؤثر على استقرار اللون.
دور النظام الإضافي
الاستخدام المشترك للامتصاصات فوق البنفسجية (مثل البنزوفينونات) و HALS يعزز بشكل كبير من ثبات الألوان في مواد سطحية صلبة ، كما هو مؤكد في اختبارات الشيخوخة المتسارعة للأسطح الأكريليك. على سبيل المثال ، يمكن التحكم في اختلاف اللون ΔE للطلاء مع 0.5 ٪ من HALS و 1.0 ٪ من الامتصاص الأشعة فوق البنفسجية في غضون 1.5 تحت 1000 ساعة من تشعيع مصباح زينون ، في حين أن الفرق في لون الطلاء بدون إضافات قد يتجاوز 5.0.
ثالثًا ، طرق الاختبار والتقييم لاستقرار الألوان
اختبار الشيخوخة الطبيعية
ضع العينة المطلية في الهواء الطلق وقياس تغيير اللون بانتظام (مثل كل ربع). على سبيل المثال ، في منطقة المناخ شبه الاستوائية ، قد يصل الصفراء السطحية الأكريليك في الهواء الطلق إلى 3.0-5.0 ، وتعتمد القيمة المحددة على الصيغة والاتجاه. على الرغم من أن اختبار الشيخوخة الطبيعية قريب من ظروف العمل الفعلية ، إلا أنه يحتوي على دورة طويلة ويتأثر بشكل كبير بالمتغيرات البيئية.
اختبار الشيخوخة الاصطناعية المتسارعة
تم محاكاة ظروف الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة باستخدام غرف شيخوخة مصباح زينون (مطابقة ISO 11341 المعيار) أو غرف الشيخوخة فوق البنفسجية (مطابقة ASTM G154 معيار). على سبيل المثال ، في غرفة شيخوخة مصباح Xenon ، في ظل ظروف الإشعاع 0.51 واط/متر مربع@340nm ، ودرجة حرارة اللوحة السوداء 65 ℃ ، والرطوبة النسبية 50 ٪ ، يمكن استخدام اختلاف اللون من الطلاء بعد 500 ساعة للتنبؤ بمقاومة الطقس في الهواء الطلق.
من أجل الوضوح ، ASTM G155 اختبار لون السطح الأكريليك و ISO 11341 تتماشى البروتوكولات القائمة على الغرفة مع عتبات ΔE مع ثبات الألوان في مواد سطحية صلبة: ΔE < 1.5 شبه مرئي ، Δe 1.5-3.0 هو تغيير طفيف ، في حين أن ΔE> 3.0 يشير إلى تدهور كبير - أي ، فقدان مقاومة الأشعة فوق البنفسجية الأكريليك المرئية.
قياس اختلاف اللون وتوصيفه
تم قياس قيمة المختبر* للطلاء باستخدام مقياس الطيف الضوئي (مثل X-Rite CI64) ، وتم حساب اختلاف اللون ΔE. على سبيل المثال ، عندما ΔE<1.5 ، من الصعب على العين البشرية اكتشاف تغيير اللون. عندما يكون ΔE بين 1.5 و 3.0 ، فهو تغيير بسيط. عندما ΔE>3.0 ، يعتبر تغييرًا كبيرًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا تقييم تغييرات البنية المجهرية على سطح الطلاء عن طريق قياس اختلافات اللمعان (مثل متر زاوية 60 درجة).
رابعًا ، التحقق من استقرار الألوان في التطبيقات العملية
طلاء الجدار الخارجي للمباني
في المباني الشاهقة ، قد يكون للجدران التي تواجه الجنوب ، والتي تتلقى أشعة الشمس ، معدل تغيير لون الطلاء الذي يزيد عن 50 ٪ من الجدران التي تواجه الشمال. على سبيل المثال ، في الفحص في الموقع بعد ثلاث سنوات ، قد يصل اختلاف اللون في الجدار المواجه للجنوب إلى 4.0 ، في حين أن الجدار الذي يواجه الشمال هو 2.5 فقط.
طلاء علامة المرور
يحتاج طلاء علامات الطريق إلى تحمل احتكاك الإطارات وتلوث العادم والإشعاع فوق البنفسجي. على سبيل المثال ، على الطرق السريعة ، قد يصل اختلاف اللون في الطلاء في غضون ستة أشهر إلى 3.0 ، بينما على الطرق الحضرية ، بسبب انخفاض كثافة الضوء ، قد يتم التحكم في تباين اختلاف اللون في غضون 2.0.
طلاء الأثاث في الهواء الطلق
الطلاء الخشبي عرضة للعفن في بيئة رطبة ، مما يتسبب في تحول اللون إلى اللون الأسود. على سبيل المثال ، في بيئة مع رطوبة بنسبة 80 ٪ ، قد تتطور الطلاء بدون مبيدات الفطريات المضافة في غضون ثلاثة أشهر ، في حين أن الطلاء مع مبيدات الفطريات المضافة يمكن أن تحافظ على استقرار الألوان لأكثر من عام واحد.
الخامس ، استراتيجيات لتعزيز استقرار الألوان
تحسين الصيغة
عن طريق ضبط نسب الراتنج إلى التصبغ أو دمج عوامل السطح الصلبة المعدلة من الراتنجات والفلوروكربون ، فإن النتيجة هي كونترتوب السطح الصلب المقاوم مع ΔE في كثير من الأحيان أقل من 1.0 في عمليات محاكاة مصباح زينون - معالجة درجة المطبخ وتواصل التصوير في الهواء الطلق.
المعالجة السطحية
يمكن أن يؤدي تطبيق طبقة واقية شفافة (مثل طلاء السيلوكسان) على سطح الطلاء إلى منع الأشعة فوق البنفسجية والملوثات. على سبيل المثال ، يمكن أن تعزز طبقة وقائية شفافة بسمك 5μm مقاومة الطقس للطلاء بأكثر من 30 ٪.
التحكم في عملية البناء
تأكد من أن سمك الطلاء موحد (مثل سماكة الفيلم الجاف ≥40μm) لتجنب الاختلافات في الألوان الناتجة عن عدم كفاية سمك محلي. بالإضافة إلى ذلك ، يجب التحكم في رطوبة بيئة البناء بنسبة ≤85 ٪ لمنع فتحات الدبوس أو التراجع على سطح الطلاء.
