Analiza lekkiej szybkości (stabilność UV) fluorescencyjnych pigmentów w fluorescencyjnych kolorach winylu
Jako materiał powszechnie stosowany w dekoracji, reklamie, rękodzieła i innych polach, jednym z podstawowych właściwości fluorescencyjnego winylu jest długotrwała stabilność koloru, która zależy głównie od szybkości światła (stabilności UV) zastosowanych pigmentów fluorescencyjnych. Poniższa analiza przeprowadzana jest z trzech aspektów: typ pigmentu, czynniki wpływające i wydajność:
1. Rodzaje pigmentów fluorescencyjnych i podstawa światła
Pigmenty fluorescencyjne są głównie podzielone na dwie kategorie: organiczne pigmenty fluorescencyjne i nieorganiczne pigmenty fluorescencyjne:
Charakterystyka składu: na podstawie barwników fluorescencyjnych, utworzonych przez powłokę żywiczną lub wytrącanie, z jasnymi kolorami i silnymi efektami fluorescencyjnymi, ale struktura molekularna jest stosunkowo niestabilna.
Wydajność szybkości światła: W ramach promieniowania ultrafioletowego (UV) cząsteczki pigmentu organicznego są podatne na reakcje fotooksydacyjne i fotodegradacyjne, co powoduje pęknięcie grup fluorescencyjnych lub zniszczenie chromoforów, powodując w ten sposób zanikanie kolorów lub tłumienie intensywności fluorescencji. Ogólnie rzecz biorąc, organiczne pigmenty fluorescencyjne bez specjalnego obróbki mają niską odporność na światło (na przykład około 1-3 pod standardem ISO 105-B02) i są podatne na szybkie zanikanie po długotrwałym użyciu na zewnątrz.
Miary ulepszeń: powłoka mikrokapsułki, modyfikacja powierzchni i inne technologie mogą poprawić jego opór światła. Na przykład niektóre produkty wysokiej klasy wykorzystują środki sprzęgające silane do leczenia powierzchni pigmentu, aby zmniejszyć bezpośrednie uszkodzenie promieni ultrafioletowych do struktury molekularnej, a poziom odporności na światło można poprawić do poziomu 3-4.
Charakterystyka składników: głównie związki metali ziem rzadkich (takie jak glinu, krzemiany) lub siarczki o stabilnej strukturze cząsteczkowej, wysokiej temperaturze i odporności na korozję chemiczną.
Wydajność odporności na światło: Struktura krystaliczna pigmentów nieorganicznych ma silną odporność na promienie ultrafioletowe, nie jest podatna na reakcje fotochemiczne, a poziom odporności na światło może zwykle osiągnąć poziom 4-5 (standard ISO). Na przykład wskaźnik retencji kolorów fluorescencyjnych pigmentów fluorescencyjnych ziem rzadkich może osiągnąć ponad 80% przy długoterminowej ekspozycji na zewnątrz (500-godzinny test starzenia UV).
Ograniczenia: jasność kolorów i intensywność fluorescencji są niższe niż pigmenty organiczne, a koszt jest wyższy. Są one najczęściej używane w scenach z wyjątkowo wysokimi wymaganiami odporności na pogodę (takie jak znaki bezpieczeństwa ruchu i billboardy zewnętrzne).
2. Kluczowe czynniki wpływające na odporność światła pigmentów fluorescencyjnych
Promienie ultrafioletowe są głównym czynnikiem powodującym zanikanie pigmentu. Na obszarach o dużej wysokości i niskiej szerokości geograficznej (takich jak obszary tropikalne) intensywność ultrafioletowa jest wyższa, a szybkość zanikania pigmentów może być
przyspieszony przez 2-3 razy. Eksperymenty pokazują, że po teście starzenia lampy ksenonowej (symulacja światła zewnętrznego, 500 godzin) różnica kolorów (δE) organicznych pigmentów fluorescencyjnych może osiągnąć 8-12
(Znikanie jest oczywiście zauważalne dla nagiego oka), podczas gdy ΔE pigmentów nieorganicznych wynosi tylko 3-5.
Gdy stężenie pigmentu jest zbyt niskie, cząstki pigmentu są podatne na przyspieszoną degradację ze względu na zwiększoną głębokość penetracji promieni ultrafioletowych;
Nierówna dyspersja spowoduje lokalną aglomerację pigmentu, tworząc „gorące punkty” w celu przyspieszenia utleniania. Na przykład szybkość zanikania wokół aglomerowanych cząstek jest 15% -20% szybsza niż w przypadku jednolicie rozproszonego obszaru.
Właściwości chemiczne fluorescencyjnego podłoża winylowego (takiego jak migracja plastyfikatora) wpłyną na stabilność barwnika. Jeśli winyl zawiera dodatki anty-UV (takie jak benzotriazol UV Absorbers), może tworzyć synergistyczną ochronę z barwnikiem, a odporność na światło można poprawić o około 30%. Ponadto przezroczysta warstwa ochrony UV (taka jak powłoka akrylowa) może dodatkowo blokować promienie ultrafioletowe i przedłużyć żywotność barwnika.
3. Sugestie dotyczące wydajności i wyboru w praktycznych zastosowaniach
Nawet jeśli znikną w ciągu 1-2 lat, są one akceptowalne.
Dopasuj je do powłok ochronnych UV. Na przykład marka fluorescencyjnych produktów winylowych na zewnątrz wykorzystuje powlekane organiczne pigmenty anty-UV powłoki. Po 1000 godzinach testu starzenia UV kolor
Wskaźnik retencji osiąga 75%, co zaspokaja potrzeby użytkowania na zewnątrz przez 2-3 lata.
Typowe życie na służbie może osiągnąć ponad 5 lat.
Opór należy poprawić poprzez ulepszenia techniczne; Zaletą pigmentów nieorganicznych jest stabilność i trwałość, ale koszt i efekt wizualny muszą być zrównoważone. W praktyce
Zastosowania, odpowiedni rodzaj pigmentu i schematu ochrony można wybrać zgodnie z intensywnością światła, oczekiwaną żywotnością i budżetem środowiska użytkowania.
Analiza cyklu zanikającego na zewnątrz i czynniki wpływające na fluorescencyjne winylowe kolory
Blakzy cykl fluorescencyjnego winylu w środowiskach zewnętrznych jest jednym z podstawowych wskaźników, na które zwracają uwagę użytkownicy. Wpływa to wiele czynników, takich jak rodzaj pigmentu, warunki środowiskowe i proces produktu. Poniżej łączy dane eksperymentalne z rzeczywistymi scenariuszami aplikacji w celu analizy cyklu zanikającego i reguł:
1. Kryteria definicji i oceny cyklu zanikającego
Cykl zanikający zwykle odnosi się do czasu wymaganego, aby kolor materiału znacząco zanikać ze stanu początkowego po odsłonięciu na zewnątrz (różnica kolorów ΔE ≥5, dostrzegalna dla nagiego oka). Metody oceny obejmują:
Naturalny test ekspozycji: ciągła obserwacja w typowym środowisku zewnętrznym (takim jak klimat umiarkowany, roczny czas trwania słonecznego wynoszący ponad 2000 godzin);
Sztuczny przyspieszony test starzenia: Symuluj promienie ultrafioletowe, temperaturę, wilgotność i inne warunki przez skrzynkę starzenia lampy ksenonowej i przekształć je w naturalny czas ekspozycji (zwykle 1 godzinę ekspozycji na lampę ksenonową ≈ 10-15 godzin naturalnego światła).
2. Typowy cykl zanikania różnych typów kolorantów
Zwykłe produkty: ekologiczny winyl pigmentowy, który nie był traktowany lekką opornością, zwykle ma blaskowy cykl 3-6 miesięcy w środowiskach zewnętrznych. Na przykład pewna marka czerwonych fluorescencyjnych naklejek winylowych, po 3 miesiącach ekspozycji na zewnątrz w południowym lecie, ΔE może osiągnąć 6,2, a kolor jest oczywiście przyciemniony.
Organiczne produkty ulepszone: Organiczne produkty pigmentowe, które wykorzystują technologię powlekania lub dodają stabilizatory UV, mogą przedłużyć cykl zanikający na 1-2 lata. Dane eksperymentalne pokazują, że po 1000 godzinach testu starzenia lampy ksenonowej (równoważne 1 roku naturalnej ekspozycji), ΔE zielonego fluorescencyjnego winylu pokryte silane wynosi 4,8, co jest zbliżone do wartości krytycznej zanikania.
Produkty standardowe: Odporność lekką nieorganicznego pigmentu w Earth Ziemię jest znacznie lepsza niż w przypadku produktów organicznych, a cykl zanikania wynosi zwykle 3-5 lat. Na przykład pewna marka żółtego nieorganicznego fluorescencyjnego winylu ma ΔE 4,2 po 3 latach ekspozycji na zewnątrz, a wskaźnik retencji kolorów wynosi nadal 85%.
Produkty wysoce odporne na pogodę: produkty nieorganiczne zoptymalizowane dla ekstremalnych środowisk (takich jak dodanie dodatków kompozytowych tlenku cynku nano) mogą mieć zanik ponad 5 lat. Testy na obszarach z silnym promieniowaniem ultrafioletowym (takie jak płaskowyż Qinghai-Tybetu) pokazują, że ΔE po 5 latach ekspozycji wynosi 5,1, co po prostu osiąga standard oczywistego zanikania.
3. Wpływ wagi czynników środowiskowych na cykl zanikający
Czynniki środowiskowe | Stopień wpływu (wielokrotność przyspieszenia prędkości zanikającej) | Mechanizm działania |
Intensywność UV | 2-5 razy | Bezpośrednio wyzwala fotodegradację cząsteczek pigmentowych. Blakocząca prędkość w obszarach wysokich UV (takich jak obszary tropikalne) wynosi 2-3 razy więcej niż w obszarach umiarkowanych. |
Wilgotność i opady | 1,5-2 razy | Wilgoć przyspiesza korozję chemiczną między cząstkami pigmentu a podłożem, a prędkość zanikająca na obszarach przybrzeżnych o wysokiej wilgotności wzrasta o około 50%. |
Fluktuacje temperatury | 1-1,5 razy | Wysoka temperatura przyspiesza reakcję utleniania i duża różnica temperatur (taka jak różnica temperatur między dniem i nocą przekraczającą 20 ° C) powoduje rozszerzalność cieplną i skurcz materiałów, co uszkadza strukturę warstwy kolorów. |
Zanieczyszczenie powietrza | 1-2 razy | Zanieczyszczenia przemysłowe (takie jak SO₂, NOX) reagują chemicznie z barwnikami, a zanikająca prędkość na obszarach przemysłowych jest 40% szybciej niż na czystych obszarach. |
4. Praktyczne strategie rozszerzenia cyklu zanikającego
Złożony proces „nieorganicznego pigmentowego kolorystyki pigmentu organicznego” jest przyjmowany zarówno w celu uwzględnienia kolorowej żywości, jak i odporności na światło. Na przykład wewnętrzna warstwa produktu zewnętrznego znaku wykorzystuje nieorganiczny żółty pigment (5 lat odporności na światło), a warstwa powierzchniowa jest pokryta organicznym fluorescencyjnym czerwienią. Ogólny cykl zanikania jest przedłużony z 1 roku czystego pigmentu organicznego do 3 lat.
Popraw dyspersję pigmentów i kontroluj wielkość cząstek cząstek pigmentowych do 1-5 μm poprzez proces szlifowania trzyprotnego w celu zmniejszenia miejscowego zanikania spowodowanego aglomeracją.
Powłoka warstwa ochronna UV: na przykład folia ochronna PET (zawierająca absorbator UV) może blokować ponad 90% promieni ultrafioletowych, rozszerzając cykl zanikania o więcej niż 1 razy. Zmierzone dane pokazują, że organiczna fluorescencyjna winyl pokryta warstwą ochronną ma ΔE wynoszącą zaledwie 5,3 po 2000 godzin starzenia się lampy ksenonowej, co jest równoważne 4000 godzin efektu ekspozycji niepowlekanego produktu.
Użyj powłoki nano: Nanocząstki dwutlenku tytanu (wielkość cząstek <50 nm) są równomiernie rozproszone w powładzie, która może odbijać i rozpraszać promienie ultrafioletowe, unikając wpływu tradycyjnych wypełniaczy na przezroczystość kolorów.
Unikaj długoterminowych scenariuszy bezpośredniej ekspozycji: w przypadku produktów, które muszą być używane na zewnątrz, preferowane są środowiska półtorowe (takie jak okap, okna po stronie pojazdu), które mogą przedłużyć cykl zanikania o 30%-50%.
Regularna konserwacja: Oczyść powierzchnię produktu i spryskiwać przezroczysty środek ochronny co 1-2 lata, aby uzupełnić zużyte dodatki UV i przedłużyć skuteczną żywotność o około 1 rok.
5. Kup i użyj zaleceń
Krótkoterminowe zapotrzebowanie (<1 rok): Wybierz zwykły ekologiczny fluorescencyjny winyl, który ma niskie i wyjątkowe efekty kolorów, odpowiednie do tymczasowych działań lub scen przejścia na zewnątrz.
Zapotrzebowanie średniego i długoterminowego (1-3 lata): Pierwszy priorytet modyfikowanym produktom ekologicznym lub nieorganiczno-organicznym produktom kompozytowym, wydajność równowagi i koszty, odpowiednie dla komercyjnych billboardów, znaków sklepu itp.
Zapotrzebowanie długoterminowe (> 3 lata): Używaj wysoce odpornych na pogodę nieorganicznego fluorescencyjnego winylu z powierzchniową warstwą ochronną, która jest odpowiednia dla scen o wysokich wymaganiach trwałości, takich jak oznaki ruchu i dekoracja obiektów publicznych.
Outdoorowy cykl zanikania fluorescencyjnego winylu nie jest stałą wartością, ale wynikiem dynamicznej interakcji między właściwościami kolorantów a czynnikami środowiskowymi. Dzięki wyborze materiałów naukowych, optymalizacji procesu i rozsądnej konserwacji stabilność kolorów można utrzymać w maksymalnym zakresie w cyklu docelowego. W rzeczywistych aplikacjach użytkownicy muszą łączyć określone warunki środowiskowe, a oczekiwana żywotność, aby wybrać typy produktów i rozwiązania ochrony w sposób ukierunkowany