隨著時(shí)代科技的發(fā)展，生活水平的日益提高，人們賴以生存的環(huán)境也在時(shí)刻發(fā)生著變化。全球性變暖，地球整體溫度在逐年升高，臭氧層的破壞，造成太陽(yáng)照射增加，紫外線輻射日益增強(qiáng)。
    而伴隨著的是人們對(duì)物質(zhì)條件的要求在不斷提高，噴粉涂料的抗老化性也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。當(dāng)室外涂料暴露在自然環(huán)境下，受到光照，溫度，濕度等因素的影響時(shí)，涂層會(huì)出現(xiàn)失光，色遷移，剝落，開(kāi)裂等老化現(xiàn)象，直接影響了材料的美觀和使用價(jià)值。因此，對(duì)于材料涂層抗老化性能的評(píng)價(jià)也成為了一項(xiàng)重要的檢測(cè)項(xiàng)目。
    在很早之前，國(guó)內(nèi)外就已經(jīng)對(duì)涂料的抗老化性能作了研究。通過(guò)戶外自然老化試驗(yàn)和人工加速老化試驗(yàn)的方法，來(lái)評(píng)定涂料的抗老化性能。當(dāng)然，戶外自然老化試驗(yàn)是可靠的老化試驗(yàn)方法，涂料可以直接與自然環(huán)境相接觸，易于操作，便宜，真實(shí)。
    國(guó)際上通常把美國(guó)的佛羅里達(dá)作為戶外老化試驗(yàn)的基準(zhǔn)地點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)也在廣東，海南等地建立了試驗(yàn)基地。但戶外測(cè)試的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，大多需要幾個(gè)月，幾年，幾十年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，而在不同的年份，同一地區(qū)也存在很大的氣候差異性，使試驗(yàn)缺少了可比性。
因此，為了體現(xiàn)試驗(yàn)的可比性，還原結(jié)果的再現(xiàn)性，人們?cè)谠囼?yàn)室進(jìn)行了人工加速老化試驗(yàn)，縮短了試驗(yàn)周期，控制了試驗(yàn)的可變性條件。

    1 涂料老化機(jī)理

    粉末涂料是一種由樹脂，顏料，添加劑等組成的粉末狀物質(zhì)，在烘烤條件下與固化劑起化學(xué)反應(yīng)成體型結(jié)構(gòu)，是一種高分子材料[2]。材料的老化實(shí)質(zhì)是涂料的一種緩慢降解過(guò)程，涂料本身內(nèi)部發(fā)生了解聚反應(yīng)。
    而在光輻射，溫度，水的協(xié)同作用下，大大加快了解聚反應(yīng)的進(jìn)程。物質(zhì)在吸收了光輻射后，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，分子或原子處于一種高能狀態(tài)，內(nèi)部出現(xiàn)紊亂，致使分子或原子間鍵斷裂或偏移；水通常作為一種載體，可以攜帶大量的溶解氧進(jìn)入材料內(nèi)部，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞材料內(nèi)部的相互應(yīng)力，產(chǎn)生疲勞效應(yīng)；而溫度的適度升高，卻可以大大提高溶解氧的擴(kuò)散速率，加快光化學(xué)反應(yīng)速率。

    2 氙弧燈與熒光紫外燈的區(qū)別

    世界氣象組織（WMO）1981年公布的太陽(yáng)數(shù)值中，大約7%的太陽(yáng)輻射能量在紫外光譜區(qū)（波長(zhǎng)＜0.4μm），43%的太陽(yáng)輻射在紅外光譜區(qū)（波長(zhǎng)＞0.76μm），50%的太陽(yáng)輻射能量在可見(jiàn)光譜區(qū)（波長(zhǎng)0.4μm－0.76μm）。

    由圖可以看出，氙弧燈光譜與太陽(yáng)光譜極為相似，氙弧燈老化試驗(yàn)也被認(rèn)為是目前能模擬太陽(yáng)光輻射的試驗(yàn)，它能產(chǎn)生紫外光，可見(jiàn)光和紅外光，也正因?yàn)槿绱?，氙弧燈老化試?yàn)方法在國(guó)內(nèi)外被廣泛采用，GB/T1865-1997（等同于ISO113411：1994）詳細(xì)地介紹了這種方法。
    紫外光在太陽(yáng)光中所占的比例并不高，但它的輻射能力卻很強(qiáng)，紫外光具有的能量為314-419KJ/mol，而一般的化學(xué)鍵解離能為167-418KJ/mol，只有較少的一些化學(xué)鍵能高于紫外光的光能，因此，紫外光足以使很多有機(jī)分子的單鍵發(fā)生斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致材料圖層老化降解。科學(xué)家們把紫外光分為三個(gè)波段：A波段（UV-A波長(zhǎng)315-400納米），B波段（UV-B280-315納米），C波段（UV-C波長(zhǎng)200-280納米）。
    為了模擬太陽(yáng)光中的紫外光，人們發(fā)明了五種類型的熒光紫外燈，分別為UV-A，UV-B，UV-C，UV-D和UV-E，各種類型的熒光燈峰值處輻射的波長(zhǎng)不同，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室一般使用的是UVA-340和UVB-313型號(hào)燈管。UVA-340燈管在臨界短波的365納米到太陽(yáng)光的截止點(diǎn)295納米范圍內(nèi)，能很好的模擬太陽(yáng)光360納米處的光譜，對(duì)于不同類型的聚合體測(cè)試試驗(yàn)有很好的效果；UVB-313燈管能發(fā)出低于太陽(yáng)光截止點(diǎn)295納米的短波紫外線，對(duì)聚合物，涂層的破壞力極大，它降解材料的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于UVA，大大的縮短了試驗(yàn)周期。

    3 人工加速老化試驗(yàn)的原理及試驗(yàn)

    3.1 人工加速老化試驗(yàn)的原理
    試樣暴露在可控的環(huán)境條件下，該條件包括光照，溫度，濕度等因素，經(jīng)過(guò)規(guī)定的試驗(yàn)周期后，對(duì)試樣進(jìn)行相關(guān)性能的檢測(cè)，分析試驗(yàn)的性能變化。
    3.2 試驗(yàn)方法
    3.2.1 氙燈老化試驗(yàn)
    GB5237.4.2008中明確規(guī)定了 氙燈老化試驗(yàn)時(shí)間為1000h[6]，到試驗(yàn)終點(diǎn)時(shí)，對(duì)試樣進(jìn)行性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)條件為循環(huán)周期：光照102min，之后光照+18min噴淋，實(shí)驗(yàn)室溫度38℃±3℃，黑板溫度65℃±3℃，濕度控制為50%，期間每隔250h對(duì)試樣進(jìn)行一次性能測(cè)試。
    3.2.2 熒光紫外燈老化試驗(yàn)
    因?yàn)閁VB-313[7]燈管對(duì)涂層破壞力極強(qiáng)，所以試驗(yàn)周期控制為300h到試驗(yàn)終點(diǎn)時(shí)，對(duì)試樣進(jìn)行性能測(cè)試。試驗(yàn)條件為循環(huán)周期：光照4h+冷凝4h，期間每隔100h對(duì)試樣進(jìn)行一次性能測(cè)試。
    3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    由圖一，Q-Sun 1000h色差圖可得，經(jīng)250h試驗(yàn)后，樣品的色差變化基本在0-0.3之間；500h后，變化在0.1-0.4之間；750h后，在0.2-0.4之間；1000h后，在0.2-0.5之間，試驗(yàn)單個(gè)樣品的色差變化波動(dòng)不大，但隨著試驗(yàn)周期的增長(zhǎng)，色差變大。

    由圖二，UVB 300h色差圖可得，經(jīng)100h試驗(yàn)后，樣品的色差變化基本在0.2-0.7之間；200h后，在0.3-0.8之間；300h后，在0.4-0.9之間，同Q-Sun試驗(yàn)一樣，UVB試驗(yàn)個(gè)樣品的色差變化波動(dòng)不大，也隨試驗(yàn)周期的增長(zhǎng)，色差變大。但從試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可以看出，熒光紫外燈老化試驗(yàn)對(duì)涂層的老化周期大大小于氙弧老化試驗(yàn)，紫外線對(duì)涂層有很強(qiáng)的破壞能力。

    4 結(jié)語(yǔ)

    隨著時(shí)代的進(jìn)步，鋁合金材料在航空，航運(yùn)，電子等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，人們對(duì)鋁合金表面涂層的抗老化性能的要求越來(lái)越高，而對(duì)于涂層的抗老化性能的檢測(cè)也越來(lái)越受到更多人的關(guān)注。氙燈老化試驗(yàn)與熒光紫外燈老化試驗(yàn)，到底哪一個(gè)更具代表性，這沒(méi)有一個(gè)很好的定論。氙弧燈模擬的是太陽(yáng)的全光譜，而熒光紫外燈模擬的是太陽(yáng)光的破壞效果。
    對(duì)于全年紫外線照射強(qiáng)烈的地區(qū)來(lái)說(shuō)，筆者認(rèn)為熒光紫外燈老化試驗(yàn)的方法必不可少。通過(guò)對(duì)涂層老化過(guò)程的研究及跟蹤，采取適當(dāng)?shù)姆览匣胧?，提高涂層的抗老化性能，延緩老化的速率，延長(zhǎng)材料的使用壽命，滿足客戶的要求，是企業(yè)始終追逐的目標(biāo)之一。