涂料膠粘劑老化測試屬于老化測試范疇，耐候性是涂料的一個重要技術指標，尤其是針對外墻涂料。

　　涂料老化是指抵抗陽光、雨露、風、霜等氣候條件的破壞作用(失光、變色、粉化、龜裂、長霉、脫落及底材腐蝕等)而保持原性能的能力。由于天然老化暴曬試驗時間過長，不可能將某一涂料品種經幾年的暴曬試驗后才在工程上使用，因此通過人工老化儀人為地創造出模擬天然氣候因素的條件并給予一定的加速性，以克服天然暴曬試驗所需時間過長的不足，是目前評定耐久性采用較多的方法。我國的涂料標準中，主要是以人工老化指標來衡量其耐候性。

　　膠粘劑產品不易受到光，氧等外界條件影響。對膠產品如：膠黏劑老化影響較大的因素是濕度，潮氣，其次是高溫及光照?？梢圆捎眉铀倮匣囼灪褪彝夥胖?，對比研究。

　　微譜技術能提供的涂料膠黏劑老化測試范圍包括：

　　檢測項目：熱老化，光老化，熱氧老化，光氧老化，耐濕度試驗。

　　適用產品：各種涂層和膠粘劑產品。

　　檢測標準：根據客戶要求確定，如客戶不提供標準，工程師代為選擇合適的標準。

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　　涂料作為一種基本防護材料，其使用壽命對被防護的結構體的使用影響重大，其老化性能及使用壽命直接影響了被保護體的使用性能及壽命，其老化性能在一定程度上代表了該涂料的真正使用價值，是涂料性能的綜合表現。涂料的老化會導致意外的或過早出現的產品故障，使每年數以億計的資金用于維護和更換大部分因暴露在戶外而老化的產品。但相對于橡膠、金屬材料等經過研究有計算使用年限的經驗公式，涂料由于其多樣性沒有通用的經驗公式，國內外目前也還未有關于涂料老化機理及壽命評估方面的全面、詳實的研究與總結。因此，研究涂料的老化機理，涂料各個組分間的相互作用及對整體性能的影響，總結國內外對涂料行業壽命評估方面的研究，對各種涂料的制備和檢測都有十分積*的指導作用。

　　1 涂料老化機理分析

　　1. 1 影響涂料使用壽命的因素

　　影響涂料使用壽命的因素主要可以分為以下幾種: ( 1) 內在因素: 涂料主要化學物質本身化學結構、聚集態結構及涂料配方條件等; ( 2) 外在因素:物理因素，包括熱、光、高能輻射和機械應力等; 化學因素，包括氧、臭氧、水、酸、堿等的作用; 生物因素，如微生物、昆蟲的作用。涂料發生老化是由內外因素綜合作用的*為復雜的過程。

　　上述因素中，雖然表面處理、涂裝層數和厚度、涂裝方法和技術等因素對涂層使用壽命的影響較大，但是，這些因素也較容易人工控制及確定規范，同類品種涂料的質量也有嚴格的質量控制規范。而環境因素則是千變萬化且不能為人工所控制，涂料的較基本的作用又是保護基體以應對嚴酷的自然環境變化，因此，自然環境下涂料老化的機理是較具有研究意義的方向。

　　除上述因素外，影響涂層使用壽命的因素還有很多，如涂層與基體的粘接作用、涂層抗介質滲透能力、涂料中顏料防蝕作用的發揮程度和涂層缺陷等。

　　1. 2 影響涂層使用壽命的環境因素

　　引起涂層老化較主要的環境因素主要有三個，分別是: 太陽輻射( 光能) 、溫度和水分( 濕度) 。這些因素與二級因素，如空氣污染物、生物現象和酸雨等相結合，共同作用就會使涂層產生老化現象。

　　1. 2. 1 太陽輻射( 光能)

　　太陽輻射通?？煞譃? 個主要波長范圍: 紫外線、可見光和紅外線，表征太陽輻射的兩個重要參數是輻射強度和光譜分布，不同緯度、海拔高度、大氣狀況對這兩個參數有重要影響。太陽輻射中，紫外線輻射對涂料破壞較大，而且波長越短，涂層對其的吸收率也越大，同時波長越短，其光子包含的能量就越大，對化學鍵破壞的能力也越大。不過波長小于290nm 的紫外線均可被大氣層中的臭氧所吸收，到達地面的是波長大于290nm 的太陽輻射。盡管如此，波長為300nm 的光能量相當于95kcal /mol，較C - C 鍵的離解能83. 1kcal /mol 大，如果吸收300nm左右的波長，還是會產生高分子中- C - C - 結合的斷裂，破壞涂層材料的化學性質，致使涂層產生老化現象。

　　1. 2. 2 溫度

　　涂層暴露于太陽輻射下時，其所處環境的溫度會影響輻射作用，光化學反應速率會隨溫度的升高而加快。通常情況下，材料溫度每升高10℃，光化學反應速率就會加快1 倍。高溫還會加速涂層內部的一些化學反應，加速交聯、熱降解等反應的發生。并且，環境中的溫度的變化引起的冷熱變化會引起涂膜內外應力的變化，導致涂膜變形，與底材的附著力變弱，影響涂層的使用。在相同環境下，不同顏色的涂層所達到的表面溫度也是不一樣的，顏色越深，溫度越高。因此，溫度對涂層壽命影響的情況是非常復雜的，要根據涂料本身的材料、顏色、使用環境、基材等情況綜合分析判斷。

　　1. 2. 3 水分( 濕度)

　　水對涂膜老化影響很大，化學上，水分子會參與氫鍵的二次鍵合的斷裂與酯鍵的一次鍵合的加水分解，促進材料的降解過程，特別是以含有易水解基團( 如酰胺基、酯基、縮醛基等) 的聚合物作為主要材料的涂料，很容易發生水解變性，對潮濕環境特別敏感。物理上，吸收水汽，涂層表面體積會發生膨脹，對干燥的底層施加一定應力，表層晾干之后將出現體積收縮，如此水合與脫水的交替出現會使涂層表面龜裂或起泡。如果環境溫度較低且變化不定，則結冰與解凍的循環也會導致涂層剝離、開裂或脫落，造成涂膜性能下降，特別是含有親水基團( 如羥基、羧基等) 的聚合物容易吸水受潮，對涂膜的影響較大。而且，水的滲透會將一部分氧氣送入涂膜內部，促使涂層內部氧化降解反應的發生，促使涂膜發生粉化。

　　另外，若相對濕度相同，溫度越高，則**濕度越大，水氣擴散對分子熱運動加強的涂膜的損害影響越大; **濕度相同，溫度越低，則相對濕度越高，水分滲透和凝露對涂膜的破壞力增強。經試驗證明: 在40℃、RH 為98%到 的條件下的腐蝕速率是自然條件下的20 ～ 25 倍; 在50℃、RH 為98%到 的條件下的腐蝕速率是自然條件下的60 ～ 75 倍。因此，實驗室可模擬自然環境進行加速試驗，以推算出涂料的使用壽命。

　　1. 2. 4 其他因素

　　大氣中的某些氣體或污染物，如SOx、NOx、Ox、霉菌等，對涂層的老化作用也是不可低估的。酸雨會引發全新的反應，灰塵可以改變涂層對太陽輻射的吸收特性，在適宜的溫度和濕度條件下，霉菌和細菌等微生物能使涂膜長霉，甚至發生聚合物的降解，從而導致涂膜的老化。熱帶和亞熱帶地區使用的涂料發生長霉現象的比較多。試驗證明: 聚氯乙烯、三聚氰胺樹脂、聚氨酯、環氧樹脂等涂料會發生輕微長霉現象，而聚苯乙烯、聚乙烯樹脂等涂料不容易長霉。

　　2 壽命評估方法研究進展

　　2. 1 涂料壽命評估方面存在的困難

　　( 1) 涂料品種不同之壽命差異程度。不同品種涂料之間，樹脂種類有所不同，高分子材料本身的結構都具有自己的特性，對于不同環境的耐受性也千差萬別，再加上配方組成的不同以及生產過程的差異，它們經受腐蝕環境或介質的能力就有很大差別，因此，其使用壽命就存在不同，而且，這種不同之處是很難用一個統一的理論或是公式來概括和研究的，也無法用統一的試驗方法來推算它們的使用壽命。

　　( 2) 同類涂料產品質量之差異對壽命的影響。即使是同類產品，由于樹脂組成和分子結構的不同、配方的差異、生產工藝的差別、儲存時間的差別等等，往往使得同類涂料使用壽命也存在差異，有時這種差異還是十分巨大的。因此，即使是同類涂料，在不了解其配方、樹脂結構等情況下，也需要設計與其材料狀況相匹配的試驗對比，并且了解其使用環境，才能相對準確地界定其使用壽命。

　　( 3) 涂料在不同環境條件下的壽命差異。同樣的一種涂料，其使用環境可能千差萬別，它可能在中國的東北，經受凍融的考驗，也可能在中國南方，經受日光暴曬的檢驗，如果在沿海使用，還要檢驗耐鹽霧、耐濕熱的承受力等。因此，推算一種涂料的使用壽命時，一定要清楚了解它將要被使用在哪個環境里，才可以根據其實用環境進行相應的對比試驗。

　　2. 2 涂料老化的主要特征

　　涂料的老化現象很多，歸納起來主要有以下四個方面: ( 1) 外觀的變化如龜裂、長霉、沾污、失光、變色、粉化、起泡、剝落等; ( 2) 物理化學性能的變化如比重、玻璃化溫度、分子量、吸光性、耐溫性等; ( 3) 機械性能的變化如附著力、拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度耐磨強度等; ( 4) 電性能的變化如絕緣電阻、介電常數、擊穿電壓等。涂料在老化過程中，不可能同時出現上述所有的變化和現象。在涂料老化試驗與評價時，一般要從使用的需求出發，抓住關鍵指標，以性能下降到一定程度或綜合評級達到某一級作為評價判據。

　　2. 3 實驗室涂料壽命評估試驗

　　進行涂料老化試驗主要有兩類方法: 一類是在典型或嚴酷的自然環境下進行老化試驗，如大氣老化試驗、土壤試驗、海水試驗; 另一類是在實驗室用儀器設備來模擬特定的環境條件，并按需要強化某些因素，在短期內獲得試驗結果，主要有針對太陽輻射、溫度、濕度、有害氣體、霉菌等來進行設計試驗方法。涂層戶外使用所處的環境有鹽霧、濕熱、光老化、化學腐蝕等。壽命估算應該能盡量考慮現實環境中各影響因素，再進行室內腐蝕加速試驗和戶外暴露試驗的比對工作，找出它們之間相關性。因此，可以在實驗室模擬戶外老化環境，進行加速試驗，由此推斷出涂料的使用壽命。

　　2. 3. 1 鹽霧試驗

　　耐鹽霧性指涂膜抵抗模擬海洋大氣含鹽水霧腐蝕的能力，是海上或近海設施用涂膜的基本要求，也是底漆、防銹漆防銹性能的考核指標。鹽霧試驗用來鑒定材料的防電化學腐蝕的性能，主要分為中性鹽霧試驗、乙酸鹽霧試驗、銅加速乙酸鹽霧試驗三種。

　　當鹽霧的微粒沉降附著在材料的表面上，便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液，在一定的溫濕度條件下，溶液中的氯離子通過材料的微孔逐步滲透到內部，引起材料的老化或金屬的腐蝕。

　　2. 3. 2 濕熱試驗

　　在大氣環境下，溫度( 熱) 和濕度( 水分) 是客觀存在的因素，且變幻不定，不可控制。而有些涂料又是在高溫高濕的環境中存儲、運輸或使用。因此濕熱老化試驗具有很高的實際意義和經濟價值。

　　高溫下的水汽對高分子材料具有一定的滲透能力，在熱的作用下，這種滲透能力更強，能夠滲透到材料體系內部并積累起來形成水泡，從而降低了分子間的相互作用，導致涂料的性能老化。濕熱老化試驗一般使用濕熱試驗箱，它能提供標準無污染的大氣環境( 試驗氣體由N2，O2，CO2和水蒸氣組成) ，溫度40℃ ～ 60℃，相對濕度90%以上。

　　2. 3. 3 光老化試驗

　　光老化試驗又稱人工加速耐候試驗，其根據使用光源的不同，可以分為四種類型: 氙燈、金屬鹵素燈、紫外熒光燈和碳弧燈。產品鑒定檢驗和質量仲裁多采用氙燈法; 金屬鹵素燈多用于正規設備( 汽車和電工電子產品) 的整機加速耐候試驗，對場地和設備的要求較高; 紫外熒光燈的加速性好，測試周期短，適合產品研究的定型試驗。其中氙燈和金屬鹵素燈的光譜能量與太陽光的模擬性較好，氙燈是目前較通用的人工加速耐候試驗所用光源，研究的成果也較多。碳弧燈對太陽光的模擬性差，目前已很少采用。

　　　　2. 3. 4 化學腐蝕試驗

　　耐化學腐蝕性指涂膜耐酸堿、溶劑、溶劑油、油脂、化學藥品的能力，是防腐蝕涂料的主要檢測指標。它經常與鹽霧試驗和耐水性試驗等一起進行以綜合評定漆膜的抗腐蝕能力。

　　2. 3. 5 耐溫變試驗

　　耐溫變性考查的是涂膜在驟冷驟熱作用下的穩定性，其表觀破壞現象是脆裂和脫落，它**是航空航天涂料的重要控制指標，其次是在晝夜溫差很大的環境條件下使用的涂料的要求; 較后，也是考核全球性出口機械產品涂膜性能，能否經受運輸過程中的冷熱氣候變化的重要技術指標。溫度的差異及變換的速率由涂料的具體使用場所而定，可進行適當的放大。

　　2. 3. 6 耐霉菌試驗

　　霉菌是一種微生物，霉菌新陳代謝的排泄物( 有機酸) 會導致材料的失效。為了評價材料的長霉程度，通常采用人工抗霉試驗。霉菌試驗常用的菌種有: 黑曲霉、黃曲霉、雜色曲霉、青霉、球毛殼霉等。因為不同材料所處環境不同，易遭受到侵蝕破壞的霉菌種類也有所不同，因此對不同的高分子材料應選用不同的試驗菌種。人工抗霉試驗的周期為28d。目前常采用霉菌老化試驗箱，該試驗箱是在一定的溫濕度條件下通過培養真菌來試驗高分子材料產品的抗菌老化能力。

　　3 結論

　　對于給定的涂料，實驗室老化的結果是可以重復的、重現的，而不同地域、不同時間的自然環境是變化的，不可能重復和重現，因此兩者間的**相關性是不存在的，因此實驗室進行哪些加速試驗能充分模擬自然條件是沒有規律可尋的，也就是說在實驗室進行多少個小時相當于自然環境多少年的通用答案也是沒有的。但是對于給定的自然環境及涂料，通過設計合適的實驗室環境試驗方法，可保證與自然老化的老化機理基本一致，在此基礎上再進行實驗室與自然環境試驗的相互比對，有望得出一個令人滿意的壽命范圍。另外，實驗室與自然環境比對老化數據庫的建立，對不同種類及使用環境下涂料使用壽命推算的試驗條件選擇有很大的幫助。