第４０卷第３期 聚氯乙烯 Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ Ｖｏ１．４０，Ｎｏ．３ Ｍａｒ．，２０１２ ２０１２年３月 【分析与测试】 ＰＶＣ－－Ｕ型材国家标准中耐候性检测方法的探讨 周洪荣 ，黄 勇 ，李秀文 （１．大连实德集团技术研发服务中心，辽宁大连１１６３１８； ２．宁夏大元股份有限公司大连分公司，辽宁大连１１６１１３） ［关键词］ＰＶＣ型材；耐候性；粉化；标准；检测 ［摘要］按照ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４（（门、窗用未增塑聚氯乙烯（ＰＶＣ—ｕ）型材》进行了４ ０００ ｈ老化试验，考察了 样品ＡＥ 、Ａｂ 和光泽度的变化。结果表明：①所有样品在２ ０００ ｈ时都出现了变色峰值，而且峰值都超过ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４的规定，但到４ ０００ ｈ时样品的变色情况反而达标；②ＰＶＣ型材表面颜色的变化不仅是ＰＶＣ老化的结 果，同时也是其表面粉化的结果；③ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４对ＰＶＣ型材耐候性的检测方法存在不足，应适当地对样品 的老化过程进行跟踪和评估。 ［中图分类号］ＴＱ３２５．３ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００９—７９３７（２０１２）０３—００２８—０３ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｗｅａｔｈｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ＰＶＣ—Ｕ ｔｕｂｅｓ ＺＨＯＵ Ｈｏｎｇｒｏｎｇ ，ＨＵＡＮＧ Ｙｏｎｇ ，ＬＩ Ｘｉｕｗｅｎ （１．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｄａｌｉａｎ Ｓｈｉｄｅ Ｇｒｏｕｐ，Ｄａｌｉａｎ １１６３１８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄａｌｉａｎ Ｂｒａｎｃｈ，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｄａｙｕａｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ １ １６１ １３，Ｃｈｉｎａ） Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ ｐｒｏｆｉｌｅ；ｗｅａｔｈｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｃｈａｌｋｉｎｇ；ｓｔａｎｄａｒｄ；ｔｅｓｔ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｇｅｉｎｇ ｔｅｓｔ ｏｆ ４ ０００ ｈ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ＧＢ／Ｔ ８８１４—２００４ Ｕｎｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｄ Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＰＶＣ－Ｕ）Ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｏｒｓ ａｎｄ Ｗｉｎｄｏｗｓ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｓａｍｐｌｅｓ’ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ＡＥ ，Ａｂ ａｎｄ ｇｌｏｓｓｉｎｅｓｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ（１）ｄｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌ１ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ａｐｐｅａｒｓ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ａｔ ２ ０００ ｈ ａｎｄ ａｌｌ ｔｈｅ ｐｅａｋ ｖａｌｕｅ ｅｘｃｅｅｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ｖａｌｕｅ ｉｎ ＧＢ／Ｔ ８８１４—２００４，ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆａｌｌ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ａｔ ４ ０００ ｈ ｒｅａｃｈｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ；（２）ｎｏｔ ｏｎｌｙ ＰＶＣ’Ｓ ａｇｅｉｎｇ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｔｓ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈａｌｋｉｎｇ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｌｏｒ ｏｆ ＰＶＣ ｐｒｏｆｉｌｅｓ； （３）ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｗｅａｔｈｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ＰＶＣ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｉｎ ＧＢ／Ｔ ８８１４— ２００４，ａｎｄ ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ’ａｇｅｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｒａｃｋｅｄ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙ． ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４《门、窗用未增塑聚氯乙烯 （ＰＶＣ—ｕ）型材》中，根据老化时间对ＰＶＣ型材进 点的颜色和材料强度进行了检测。笔者根据ＱｕＶ 老化试验（快速紫外老化试验）的经验［２］，分析认为 行了分类，具体情况为：Ｍ类，通过４ ０００ ｈ老化试 验；Ｓ类，通过６ ０００ ｈ老化试验。对于老化试验后 在ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４的老化试验中，样品的颜色变 化并非呈直线变化，变色程度极有可能出现起伏的 的样品有２方面的要求（Ｍ类和ｓ类要求相同）：① 老化后冲击强度保留率≥６０％；②颜色的ＡＥ ≤５， Ａｂ ≤３［１］。 情况，甚至在未达到老化时间４ ０００ ｈ时，就出现颜 色变化程度超标的情况。 为了具体了解ＰＶＣ型材在老化试验中的变色 过程，笔者从国内型材市场抽取了５家企业的ＰＶＣ 型材，按照ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４进行４ ０００ ｈ的老化 上述检测方法中，无论是Ｍ类还是ｓ类样品， 仅对其在老化时间４ ０００ ｈ或６ ０００ ｈ这２个时间 ＊［收稿日期］２０１２—０１—０７ ［作者简介］周洪荣（１９６９一），女，四川内江人，高级工程师，１９９２年毕业于山东建筑材料工业学院高分子材料专业，现 从事ＰＶＣ—Ｕ型材的配方研究工作。 ２８ 第３期 周洪荣等：ＰＶＣ—ｕ型材国家标准中耐候性检测方法的探讨 试验，试验过程中每１ ０００ ｈ取１组样品进行颜色、 光泽度检测。为使试验更具有代表性和科学性，所 选择的ＰＶＣ型材为颇具代表性的分属国内高、中、 低档的型材。 １试验 Ｉ．Ｉ主要试验设备与仪器 人工氙弧灯老化箱，Ｃｉ４０００，美国锡莱一亚太拉 ； 一＼薹 ＼ 斯有限公司（ＳＤＬ Ａｔｌａｓ Ｌｔｄ．）；色差／配色仪，ＣＥ一 ７０００Ａ，瑞士格灵达一麦克贝斯公司（ＧｒｅｔａｇＭａｃ— ｂｅｔｈ）；光泽度仪，Ｚｍｌ０２０，Ｇｌｏｓｓｍｅｔｅｒ ６０。，瑞士Ｚｅ— ｈｎｔｎｅｒ ＧｍｂＨ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ公司。 １．２试验条件 根据ＧＢ／Ｔ １６４２２．２—１９９９《塑料实验室光源 暴露试验方法第２部分：氙弧灯》（ＩＳＯ ４８９２—２： １９９４，ＩＤＴ），具体条件为：黑板温度为（６５±３）℃，相 对湿度为（５０±５）％。老化面为型材的可视面［】］。 颜色检测使用ＣＩＥ标准光源Ｄ６５，每个样片进行３ 次颜色检测，取平均值。光泽度检测同样每个样片 进行３次检测，取平均值。 ２结果与讨论 ２．１颜色 ５组样品颜色的ＡＥ 、Ａｂ 见表１、表２；对表１ 和表２的数据分别作图，见图１和图２（图中横线分 别为ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４要求上限）。由表１、表２和 图１、图２可知：５组样品在共计４ ０００ ｈ的老化试验 过程中，都出现了１个变色峰值，且变色峰值基本都 在２ ０００ ｈ处，在峰值处的变色程度明显高于ＧＢ／Ｔ ８８１４—２ｏ０４要求。 表１样品颜色的 随老化时间的变化 Ｔａｂｌｅ １ Ｓａｍｐｌｅｓ’ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ＡＥ ｗｉｔｈ ａｇｅｉｎｇ ｔｉｍｅ 老化时间／ｈ— ｉ——— —— 等 —— 表２样品颜色的Ａｂ’随老化时间的变化 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓａｍｐｌｅｓ’ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ Ａｂ’ｗｉｔｈ ａｇｅｉｎｇ ｔｉｍｅ 老化时间／ｈ— ——— ——— ≥—— ． 老化时间，ｈ 图１样品颜色的ＡＥ’随老化时间的变化 Ｆｉｇ．１ Ｓａｍｐｌｅｓ’ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ＡＥ’ｗｉｔｈ ａｇｅｉｎｇ ｔｉｍｅ ： ／＾。＼ 三－Ｏ－ ‘．／／ ／，～． ． ． 老化时同，ｈ 图２样品颜色的Ａｂ 随老化时间的变化 Ｆｉｇ．２ Ｓａｍｐｌｓｅ’ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ Ａｂ ｗｉｔｈ ａｇｅｉｎｇ ｔｉｍｅ ５组样品在２ ０００ ｈ达到变色峰值后，在３ ０００ ｈ和４ ０００ ｈ时的变色程度明显下降，并趋于稳定。 在老化试验结束后，有３组样品达到ＧＢ／Ｔ ８８１４— ２００４的要求，而２组样品略微比ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４ 要求稍高。 图３为５组样品在老化试验中的照片，从图中 可以明显地看出上述变色趋势。 图３ ５组样品的母【弧灯老化照片 Ｆｉ晷３ ａｇｅｉｎｇ ｉⅡｍｇ略０ｆ ５乎呷ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｔｉｎｄｅｒ】Ｉ【ｅｌｌ０ＩＩ ａｒｃ ｌａＩＩｌｐ ２．２ 光泽度 光泽度是指物质对投射来的光线的反射能力， 反射能力越强，光泽度越大。光泽度的大小是由制 品表面平整的程度决定的，表面越平整，越接近镜 ２９ 聚氯乙烯 ２０１２．生 面，对光线的反射越是完全和集中，制品表面看起来 ２．１节的数据表明：氙弧灯老化试验进行到 １ ０００ ｈ时，样品表面已经开始出现老化、降解现象， 导致样品颜色发黄，笔者认为此时样品表面已经出 现轻微的粉化现象；到２ ０００ ｈ时，样品表面已经大 就越光洁锃亮，光泽度就越高。与之相反，制品的表 面凹凸不平，当光线照射时，反射光线呈漫反射状 态，没有眩光、不刺眼，所检测到的光泽度较低。笔 者对５组样品的光泽度进行了检测，结果见表３；对 表３作图以直观分析光泽度的变化情况，见图４。 表３样品的光泽度随老化时间的变化 Ｔａｂｌｅ ３ Ｓａｍｐｌｅｓ’ｇｌｏｓｓｉｎｅｓｓ ｃｈａｎｇｅｓ ｗｉｔｈ ａｇｅｉｎｇ ｔｉｍｅ 量降解而严重变色，同时许多老化的ＰＶＣ颗粒脱 落，导致样品表面凹凸不平，光泽度大幅下降；到 ３ ０００ ｈ时，降解产生的ＰＶＣ粉化颗粒大量脱落，制 品表面凹凸不平程度加大，光泽度继续下降，而此时 表面因大量降解的ＰＶＣ颗粒脱落，原表层下面新的 本色基材组分暴露到外面，反而使制品变色程度降 低，颜色更接近样品原始本色的情况；４ ０００ ｈ时的 情况是３ ０００ ｈ时情况的进一步发展。这种表面颜 色的恢复也可能存在其他化学方面的因素，但粉化 是最重要的因素。以此类推，老化试验进行到 ５ ０００、６ ０００ ｈ时，样品表面的光泽度将一直维持在 极低的水平，而样品表面的颜色变化可能会出现“老 化发黄一粉化脱落一恢复本色一再老化发黄”ｌ的周 蟊 斑 期性变化。这个周期的长短，会因为样品的配方、老 化试验条件等因素的不同而有所不同。因此，ＰＶＣ 型材氙弧灯老化试验的结果，不仅仅是ＰＶＣ降解的 表现，同时也是其表面粉化结果的综合体现。ＧＢ／ Ｔ ８８１４－－２００４仅以４ ０００、６ ０００ ｈ这２个时间点的 变色情况来表征ＰＶＣ型材的耐候性能有所欠缺。 老化时ｆ司，ｈ ３结论及建议 （１）在氙弧灯老化试验中，所有样品在２ ０００ ｈ 图４ ５组样品的光泽度随时间的变化 ｉｇ．４ Ｇｌ０ ｒｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｆｉｖｅ ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｗｉｔｈ ａｇｅｉｎｇｔｉｍｅ 时都出现了变色峰值，而且峰值都超过ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４的规定；到４ ０００ ｈ时，样品的变色情况 反而达标。 （２）ＰＶＣ型材表面颜色的变化不仅是ＰＶＣ老 由表３和图４可知：随着老化时间的延长，所有 样品的光泽度均急剧下降。在２ ０００ ｈ时，光泽度 已经接近最低点；随着老化时间的继续延长，样品的 光泽度仍在缓慢下降，但基本趋于稳定；在３ ０００ ｈ 时，１＃～４ 样品的光泽度都已经低于５％。 ２．３ 综合分析 化的结果，同时也是其表面粉化的结果。 （３）ＧＢ／Ｔ ８８１４—２ｏ０４中仅以４ ０００、６ ０００ ｈ这 ２个时间点的变色情况对样品的耐候性进行判定存 在不足，应适当地对样品的老化过程进行跟踪和评 根据相关研究结果（见图５，样品中Ｔｉｏ：的质 量分数均为１０％）［３］，ＰＶＣ型材表面严重失光，是因 估。在修订ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４时应对此进行综合 考虑，比如增加对样品表面光泽度或单位面积失重 的考察等。 为其表面出现粉化现象，不断脱落的ＰＶＣ颗粒导致 表面出现许多凹坑，从而导致ＰＶＣ型材表面光泽度 严重下降。 ［参考文献］ ［１］全国塑料制品标准化技术委员会．ＧＢ／Ｔ ８８１４－－２００４ 门、窗用未增塑聚氯乙烯（ｐｖｃ—ｕ）型材Ｉｓ］．北京：中国 标准出版社，２００４． ［２］薛一心，周洪荣，吴晓杰．利用氤弧灯和ｑｕｖ对ＰＶＣ— ｕ异型材进行老化变色分析［Ｊ］．聚氯乙烯，２００９，３７（１）： 图５美国曝晒老化试验中ＰＶＣ型材表面的粉化现象 Ｆｉｇ．５ Ｃｈａｌｋｉｎｇ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ＰＶＣ ｐｒｏｆｉｌｅｓ ｉｎ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ａｇｅｉｎｇ ｔｅｓｔ ３６—３８． ［３］王贵斌．硬质聚氯乙烯制品及工艺［Ｍ］．北京：化学工业 出版社，２００８：１６１． ［编辑：杨彬］ ３０
