水性聚氨酯树脂涂层的老化办法【化工人必看】

     水性聚氨酯树脂涂层具有杰出的柔韧性、耐湿润、耐磨、 耐油及耐各种腐蚀介质等功能，广泛应用于修建、船 舶、轿车和航空等范畴，是一种较为常见的保护涂层。它可以起到隔绝、缓蚀等效果，保护基体免受外界环境侵蚀，延伸基体使用寿命，大大降低了基体的保护本钱。然而，在天然环境光、热及各种腐蚀介质的归纳效果下，聚氨酯分子结构产生损坏，涂层会产生失光、变色、粉化、龟裂、起泡等老化现象，导致涂层失效而失掉对基体的防护效果。因而，研讨聚氨酯涂层老化行为，在预估涂层的劣化程度、防护才能、涂层服役年限和剩下寿命等方面显得尤为重要。
 本文介绍了聚氨酯涂层天然露出和人工加快两种老化办法下的失效行为及失效机理，并对聚氨酯在人工加快环境下寿命预测的研讨进行总结。
 1 水性聚氨酯树酯涂层老化办法 
 聚氨酯涂层的老化研讨办法主要分为天然露出老化和人工加快老化两种。例如，典型的天然露出老化办法有海水浸泡实验、野外大气曝晒实验等；人工加快老化办法有氙弧灯老化、紫外光(UV)老化及盐雾实验等。 
 1.1 天然露出老化 
 涂层在天然环境中露出，可真实地反映有机涂层在服役条件下的老化状况，前人对此进行了很多的研讨。罗来正等对海洋大气环境下聚氨酯涂层的老化行为进行研讨，结果表明光降解和水降解的归纳效果是导致涂层失效的主要原因。林静等选用海洋环境野外曝晒的办法研讨了聚脲和聚氨酯涂层经天然曝晒 2493 d后的老化行为，实验场地选在青岛理工大学 2#实验楼楼顶曝晒场(见图1)，结果表明聚氨酯涂层外表严峻粉化开裂，力学功能根本丧失，而聚脲涂层仍具有较高的强度。 

1.2 人工加快老化 
 由于天然露出老化实验周期长，且实验环境杂乱，环境条件可控性和实验重现性差，无法进行单因素研讨，在涂层老化研讨中存在局限性，一般选用人工加快老化实验来模拟天然老化条件。 鞠涛等在干湿循环、氯盐及荷载多因素联合效果下，研讨了氯离子对环氧涂层和聚脲涂层混凝土的侵蚀功能的影响，结果表明，聚脲涂层的抗氯离子侵蚀功能要优于环氧涂层。Li等对4种混凝土涂层进行紫外线和干湿循环加快老化实验，研讨了涂层的抗氯离子功能，研讨结果表明，涂层在紫外辐射下的氯离子浸透速度大约是干湿循环周期的两倍。 伯忠维等选用湿热、干湿循环、盐水浸泡及紫外光循环加快老化办法研讨了聚脲、聚氨酯和环氧云铁 3 种涂层的耐老化功能，得出聚脲的防腐功能优于聚氨 酯和环氧涂层。 Hu等对丙烯酸聚氨酯涂层进行 UV/冷凝和氙弧灯加快老化，得出的结论是，涂层在 UV和氙弧灯效果下的降解机理一致，UV效果下涂层老化降解速率较快。 黄微波等对纯聚脲涂层UV加快老化15 000 h， 选用傅里叶红外光谱 (FTIR)、差示扫描量热(DSC) 等办法表征分析，发现老化后的涂层外表分子键断裂，而内部的分子结构安稳，涂层仍具有杰出的力学功能。 张晓丽将氯化橡胶、环氧、聚脲3种混凝土涂层试样在氯盐、 曲折荷载和干湿循环联合效果下老化 90 d，结果表明聚脲涂层的耐腐蚀功能优异。
 1.3 天然露出老化和人工加快老化相关性研讨 

 研讨天然和人工加快老化的相关性，可以对涂层老化环境进行模拟，对有机涂层老化机 理的研讨起到推动效果。 张丹峰等根据青岛区域加快老化实验谱，对聚氨酯涂层进行紫外光、盐 雾、热冲击及低温疲劳循环加快老化实验，并与天然 老化进行对比，验证了加快实验谱的合理性。 张勇等利用湿热(相对湿度95%，温度43 ℃ ，7 d)、紫 外光(辐照强度50～ 70 Ｗ/m2，温度 55 ℃ ，2 d)、中 性盐雾(温度33～37℃，质量浓度5%±1%，80 cm2盐雾堆积量 1～2 mL/h，4 d)和酸性盐雾(温度33～37 ℃，质量浓度5%±1%，80 cm2盐雾堆积量 1~2 mL/h，加 pH=3.5～4.5的稀硫酸，3 d)对有机涂层进行周期循环老化，得出约2个周期的加快老化实验谱涂层损害程度与天然曝晒一年等效。 骆晨等研讨了聚氨酯航空有机涂层由紫外光(温度60 ℃，强度0.77 W/m2，8 h)+冷凝(温度50 ℃，8 h) 循环、周期性浸泡( 温度35 ℃，3.5% NaCl+0.25% Na2S2O8溶液，浸泡10 min 后干燥 50min)、 温度冲击(高温 150 ℃，2 h；低温-30 ℃ ，2 h)组成的户内加快实验谱，得出其与野外大气露出老化的相联系数 ρ =0.77。崔晓飞等基于人工加快与天然老化的当量加快联系，编制了聚氨酯涂层加快老化实验谱。 他们运用附着力测验与电化学沟通阻抗谱(EIS)表征涂层老化规律，得出水性聚氨酯树酯涂层在60 ℃、紫外光辐照强度0.5 Ｗ/m2 加快老化167.4 h的损害与天然曝晒1年等效。 

 用人工加快实验模拟聚氨酯涂层在天然环境中的老化，能更方便地研讨涂层老化机理，对涂层的重涂、保护以及预测涂层剩下寿命起到重要的效果。