色母料在不同塑料基材中老化性能的差异
佛山市凯粤天雄塑料科技有限公司陈腾渊陈洁钦
摘要：通过对色母料在不同基材或同一基材不同配方的颜色变化评价，得出不同的不同基材对颜料老化性能有很大的影响，特别是对色母料在PVC彩色通体型材中的老化性能的评价。
关键词：色母料、通体彩色型材、老化性能。
1. 前言
PVC门窗型材作为新兴的化学建筑材料，因其具有节能、隔热、保温、环保、安装简便等特点，已成为我国建筑业中必不可少的新型建材。随着我国经济的持续增长，迎来了我国建筑业的黄金时期，同时也带动了化学建材行业的迅速发展，传统的白色型材已不能满足国内外市场的需求；近年来应市场的需求，型材彩色化程度逐步增加，其中通体彩色型材也是国内发展起来比较早的彩色型材，但历经十年左右时间的推广及应用，发现一个比较致命的缺陷，就是户外暴晒变色速度很快。
目前彩色PVC型材在我国还属于发展阶段，就算通体彩色型材也无非发展十年左右，因此对于其容易褪色的问题的研究还不够深入。影响我们对彩色通体PVC型材的选择可能有很多原因，其一，从理论上比较，由于着色后的通体彩色型材肯定比白色型材更容易吸热，其老化性能之间会有一定的差异；其二，大家对白色型材的老化表现往往会忽略低分子析出物在表面附着的情况；其三，随新工艺新产品PMMA、ASA共挤料的出现，也会导致很多厂家放弃通体彩色型材；可能还有很多本文没提及的因素。但是本文之所以还要进行这样的对比试验，是想通过更多实验数据告诉大家，只要合理控制好用于生产彩色通体型材配方的结构与选材，彩色通体型材依然可以应用在很国内外很多气温条件相对温和的区域，同时也很好地验证通体型材的变色不止受颜料一个因素的影响。
2.仪器设备与材料 2.1主要仪器设备
（1）SHR-25A高混机 （2）JA-3100电子秤 （3）BL-200S电子天平 （4）RM-200C转矩流变仪 （5）0.25MN电热平板硫化机 （6）XXZ-II型材制样机
（7）UV/Basic 紫外加速老化试验箱
（8）QLab UV-340紫外灯管 （9）X-Read SP-60测色仪 2.2 材料与样品
选取了两家生产彩色通体型材的厂家的三种PVC基料，其中有一厂家提供了一种含有ASA彩色共挤回收料和新料各一份，还有一份为天雄自制PVC基料以及PMMA树脂，共五组基材。着色剂为天雄专用色母料（深灰、浅灰、墨绿三种颜色）。具体方案见表一
2.3 试验方案 表一：样品清单 样品编号 KB-1 KB-2 KB-3 KB-4 GY-1 GY-2 GY-3 GY-4 GY-5 GY-6 GY-7 GY-8 GY-9 GY-10 G-1 G-2 G-3 G-4 G-5 基料 A厂家复合铅PVC料 A厂家回收料 B厂家复合铅PVC料 天雄自制PVC料 A厂家复合铅PVC料 A厂家回收料 B厂家复合铅PVC料 天雄自制PVC料 PMMA树脂 A厂家复合铅PVC料 A厂家回收料 B厂家复合铅PVC料 天雄自制PVC料 PMMA树脂 A厂家复合铅PVC料 A厂家回收料 B厂家复合铅PVC料 天雄自制PVC料 PMMA树脂 颜色 不着色 不着色 不着色 不着色 浅灰 浅灰 浅灰 浅灰 浅灰 深灰 深灰 深灰 深灰 深灰 墨绿 墨绿 墨绿 墨绿 墨绿 评价项目 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 QUV老化色差、户外暴晒色差 2.3.1 制样条件与规格
2.3.1.1 制样条件：将三种色母料按2%添加量分别加入五种基料中，在SHR-25A高混机中混合8分钟，在RM-200C转矩流变仪上190℃，35rpm条件下混炼6分钟，然后在0.25MN电热平板硫化机上200℃、10MPa热压60秒成型片状（厚度：2±0.5mm），完全冷却后待用。
2.3.1.2 样品规格：50mm×40mm 2.3.2试验条件
2.3.2.1人工紫外灯老化条件 紫外灯：UV-A（340nm） 光源辐照度：0.69W/m2
试验周期：黑板温度（60±3）℃下连续辐照8h，喷水5min，黑板温度（50±3）℃下连续冷凝4h
2.3.2.2 自然暴晒老化条件
地点：广东省佛山市顺德区佛山凯粤天雄塑料科技有限公司天台 地理坐标：北纬22.4°东经113.1°
气候特点：属于热带季风气候，2012年平均气温23.5℃，2012年日照时间1600小时左右，2012年降水量1850mm
样品摆放：向南倾斜45° 2.3.2.3颜色测量条件：CIED65光源，8/d包含镜面反射，测量孔径19mm 2.3.3 试验步骤
2.3.3.1 按照表1、以及2.3.1准备试样。
2.3.3.2 按照相关标准进行各样品的原始颜色测量，并将相关样品放入UV/Basic 紫外加速老化试验箱进行加速老化试验及放置指定地点进行户外暴晒试验；
2.3.3.3 人工紫外加速老化按照时间间隔100h测量颜色直至500h后试验结束；自然老化按照时间间隔6个月测量颜色直至1年后试验结束。
3.试验结果
3.1 人工加速老化结果记录，见表二。
表二，样品经人工紫外加速老化颜色变化ΔE、Δa、Δb记录 编号 ΔE 时间 KB-1 KB-2 KB-3 KB-4 GY-1 GY-2 GY-3 GY-4 GY-5 GY-6 GY-7 100h 200h 300h 400h 500h 1.97 1.05 4.65 1.02 1.54 0.91 0.31 0.50 0.14 1.87 1.95 1.93 1.07 5.11 0.86 1.69 1.38 0.24 0.78 0.19 1.77 1.99 2.26 0.98 5.66 0.89 3.00 2.42 0.58 1.00 0.26 2.77 2.46 2.29 0.84 5.90 0.83 1.88 1.87 0.81 1.17 0.24 2.42 2.38 3.07 0.82 6.99 0.87 3.44 3.43 2.40 0.95 0.27 4.88 3.50
GY-8 GY-9 GY-10 G-1 G-2 G-3 G-4 G-5 1.68 0.73 0.25 1.93 1.34 1.18 1.83 0.35 1.67 1.10 0.31 0.47 1.41 1.18 1.26 0.36 2.04 1.08 0.37 3.77 2.22 2.48 1.01 0.45 2.14 1.01 0.44 3.40 2.37 2.30 1.60 0.38 4.34 0.77 0.37 5.55 3.33 4.25 1.35 0.37
3.2 户外暴晒老化结果，见表三。
表三，样品经户外暴晒颜色变化ΔE、Δa、Δb记录 编号 色差 时间 KB-1 KB-2 KB-3 KB-4 GY-1 GY-2 GY-3 GY-4 GY-5 GY-6 GY-7 GY-8 GY-9 GY-10 G-1 G-2 G-3 G-4 G-5 △L -0.09 -1.21 1.16 0.26 2.50 1.97 1.10 -0.47 -0.25 2.34 2.30 1.42 -0.09 0.28 2.59 1.79 0.92 -0.28 -0.27 6个月 △a 1.63 0.49 0.34 -0.45 -0.28 -1.17 0.00 0.07 -0.10 -0.86 -1.70 -0.92 -0.36 -0.64 -0.45 0.62 -0.57 0.57 0.17 △b -6.26 -2.10 -9.48 -2.37 -0.44 -0.03 -0.20 -0.04 -0.06 0.01 0.07 -0.10 0.25 -0.11 -0.40 -0.13 -0.31 -0.33 0.15 △E 6.47 2.47 9.55 2.40 2.55 2.30 1.12 0.47 0.28 2.49 2.86 1.70 0.45 0.71 2.66 1.90 1.13 0.72 0.35 △L 3.35 -5.85 0.06 0.02 14.06 8.73 14.94 2.98 0.36 20.71 8.73 14.44 2.68 0.14 17.58 7.07 9.79 2.67 -0.27 12个月 △a △b △E 2.02 -10.4 11.11 0.7 -0.49 5.92 0.58 -11.52 11.53 -0.36 -3.77 3.78 -1.25 0.27 14.11 -1.73 1.58 9.04 -0.4 0.77 14.96 -0.39 0.15 3.01 -0.19 -0.08 0.41 -2.19 1.75 20.9 -1.81 2.00 9.13 -2.59 1.59 14.75 -2.09 0.55 3.44 -0.72 0.68 1.00 -3.43 -0.46 17.92 3.23 0.23 7.77 -4.46 -1.1 10.81 -0.1 -2.15 3.43 0.0 0.34 0.47 4.结论，从上述试验结果，我们可以得出以下结论：
4.1用四种不同PVC基料着色在户外暴晒后的颜色都出现不同程度变化，△E＞3；而用同样颜色的色母着色的PMMA在户外暴晒后的颜色
变化非常轻微，△E＜1.0。说明不同基材对制品颜色抗老化性能有决定性的影响。
4.2四种不同PVC基料着色后的颜色变化程度（由小至大排序）：天雄自制PVC＜A家回收料＜A家新料、B家新料。说明也可以通过更合理更科学地设计PVC基材配方来延长通体彩色型材的颜色抗老化性能。
4.3 广东地区属亚热带季风气候，年日照时间长，夏季时间长，年平均温度高，年降水量高，一年四季高温高湿度气候时间很长，这样会加快PVC制品在户外的老化速度，特别是低分子物析出速度非常迅速（户外暴晒结果的△L记录可以说明），因此我们在选择使用户外用制品通体彩色型材时可以考虑回避此类特殊气候条件的区域。
4.4 QUV人工紫外加速老化与户外暴晒老化变化的方向是一致性的，只是QUV紫外加速老化试验很难完全模仿户外气候条件，特别是PVC制品低分子物析出的现象。但是通过QUV人工紫外加速老化试验基本能判断制品抗老化性能的差异。
参考文献：
1. 孙泉杨宗林胡孝义李生德《聚氯乙烯彩色型材耐侯性能测试与评价》《环境技术》2011年03期 2. 杨忠久《门窗用通体彩色塑料异型材老化变色与防治》《新型建筑材料》2007.3
3. 董跃 胡益林 吴晓杰《PVC-U异型材利用氙弧灯和QUV老化方法分析》《塑料制造》2007.5
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