La stabilità ultravioletta dei rivestimenti anodici viene valutata sulla base di test di resistenza alla luce/resistenza al colore.
La stabilità ultravioletta dei rivestimenti anodici viene valutata sulla base di test di resistenza alla luce/resistenza al colore. Spruzzatrice da tavolo
I test prevedono qualsiasi cambiamento di colore che può verificarsi sul rivestimento dopo l'esposizione alla luce UV.Nella maggior parte dei casi questo "spostamento" di colore provoca lo sbiadimento di un colore, tuttavia, in alcuni casi, i coloranti organici possono diventare più scuri durante il test.
La ricerca ha dimostrato che la stabilità ai raggi UV ha una certa correlazione con la stabilità al calore, in particolare quella dei rivestimenti anodici colorati, quindi queste due proprietà possono essere correlate.
Le applicazioni in cui la stabilità ai raggi UV e al calore sono requisiti critici includono l'incollaggio architettonico, automobilistico, medico ed epossidico a componenti anodizzati
I fattori che contribuiscono alla stabilità UV dei rivestimenti anodici:
Oltre a gestire questi fattori, sono disponibili diversi metodi di test della stabilità UV, ciascuno con i propri diversi gradi di difficoltà, in particolare per quanto riguarda l'interpretazione dei risultati.
Una chiara comprensione dei pro/contro di ciascun metodo di test aiuterà gli anodizzatori a determinare quali condizioni sono più adatte per le loro applicazioni.
Poiché il comportamento agli agenti atmosferici è un fattore critico per varie applicazioni rispetto alle vernici, i rivestimenti anodizzati hanno diversi vantaggi maggiore resistenza alla corrosione, in particolare alla corrosione filiforme;aspetto/aspetto ottico superiore;più rispettoso dell'ambiente (senza COV);e durata superiore
Come si vede nelle immagini sottostanti, quando una parte verniciata viene confrontata con una parte anodizzata che è stata tinta e sigillata correttamente, i risultati sono drasticamente diversi.Il rivestimento anodizzato mantiene molto meglio il colore e l'aspetto visivo.
La stabilità ai raggi UV e al calore sono correlate quando si valuta la qualità di un rivestimento anodizzato colorato.Un colorante resistente al calore ha una probabilità molto maggiore di essere stabile ai raggi UV.Tuttavia, questo non significa che tutti i coloranti stabili ai raggi UV siano resistenti al calore.
Il colorante 1 quando testato nell'Anocaliber UV24 non ha mostrato alcun cambiamento di colore.Quando testato per la solidità al calore ha mostrato uno spostamento minimo del colore dopo 2 ore di esposizione a 500°F.Tuttavia, il colorante 2 ha mostrato un significativo sbiadimento quando riscaldato.Quando Dye 2 è stato testato per la stabilità ai raggi UV, si è verificato un minore spostamento del colore nella camera Xenon rispetto all'Anocaliber UV24
Varie applicazioni industriali richiedono stabilità ai raggi UV per garantire che i prodotti anodizzati non falliscano sul campo:
Inoltre, i nuovi aggiornamenti MILSPEC richiedono agli anodizzatori di sviluppare campioni limite per garantire che le loro finiture cromatiche mantengano un certo standard di qualità che storicamente non era richiesto.
Alcune leghe quando anodizzate si comportano in modo diverso a causa dei loro costituenti di lega.In generale, le leghe Al che tendono a produrre rivestimenti più porosi saranno più stabili ai raggi UV rispetto alle leghe che producono rivestimenti meno porosi.
Pertanto, in generale, le leghe della serie 6000 e 7000 assumeranno un colore migliore, il che può risultare in una finitura più stabile ai raggi UV.
Quando si ottimizzano le condizioni di anodizzazione per la stabilità ai raggi UV e al calore, ci sono due parametri principali da gestire: lo spessore del rivestimento e la densità del rivestimento.
In generale, più spesso è il rivestimento, maggiore è la quantità di colorante che può essere riempita nel poro, risultando in un colore più duraturo.Inoltre, minore è la densità di corrente del rivestimento, maggiore è la quantità di colorante che può entrare nel poro poiché la struttura dei pori è più grande, risultando in un colore più profondo che ha più colorante.
Le immagini sottostanti convalidano questo fenomeno:
I tamponi di tintura sono additivi per il serbatoio di tintura che migliorano la qualità del prodotto
Sulla base delle immagini incluso l'uso di un colorante tampone maggiore resistenza alla luce.Inoltre, il tipo di tampone colorante e la concentrazione utilizzata aiutano anche a migliorare la resistenza alla luce del colorante organico.
Quando si ottimizza la stabilità UV per un rivestimento colorato organicamente, il tipo di colorante selezionato è fondamentale.
In genere, i coloranti monocomponenti si comportano molto meglio delle miscele poiché possono saturare il rivestimento più velocemente e in modo più efficiente.
La gestione del colore in un singolo componente è molto più semplice di quella di un multicomponente, perché i coloranti a componente singolo non contengono altri coloranti che potrebbero non essere resistenti alla luce o avere tassi di assorbimento diversi.
Tra i coloranti monocomponenti ne esistono di vari tipi in base alla loro struttura molecolare.Tipicamente, i coloranti a componente singolo molecola 1:1 sono i più stabili e forniscono il colore più uniforme.
Se si utilizza un colorante multicomponente, ci sono diversi fattori da considerare:
Oltre a determinare il tipo di colorante da utilizzare, singolo vs miscela, è importante comprendere gli effetti della metallizzazione quando si seleziona un colorante
Durante il processo di produzione del colorante, è necessaria una fase di metallizzazione, in cui Cr, Co, Ni o Cu sono attaccati alla molecola del colorante per migliorare il colore, la tingibilità e la resistenza alla luce del colorante.
Coloranti metallizzati: in base alle immagini a sinistra, i coloranti metallizzati con Ni o Cu sembrano dare la migliore stabilità ai raggi UV.Ciò è probabilmente dovuto al fatto che Ni e Cu agiscono come filtri UV nei rivestimenti anodici.
Non metallizzato: sui pannelli di test a sinistra i risultati indicano che alcuni coloranti non metallizzati possono essere resistenti alla luce, tuttavia vi è una variazione significativa nella stabilità UV quando si utilizzano coloranti non metallizzati.
Un altro fattore da considerare con i coloranti non metallizzati è che quando sigillati con Ni tendono a cambiare colore molto di più perché si stanno metallizzando durante il processo di sigillatura, il che si traduce in un cambiamento di colore.
Sulla base di questi risultati, il sigillo senza nichel non ha funzionato bene dopo sole 5 ore di esposizione accelerata alla luce UV.In generale, la sigillatura senza nichel non fornisce buoni risultati con la tintura organica.
Poiché la luce UV è filtrata dal Ni, i coloranti sigillati nelle guarnizioni senza nichel tendono a rompersi molto più velocemente a causa della degradazione UV.
Il tipo più comune di sigillatura utilizza acetato di nichel caldo per idratare il rivestimento anodico e incorporare il nichel nel poro anodico
Nei pannelli a sinistra sono state testate diverse concentrazioni di nichel per determinare come migliorare la stabilità ai raggi UV.
Sulla base di queste immagini, l'esecuzione del sigillo di acetato di nichel a una concentrazione elevata migliora significativamente la durata del colore.Più nichel può essere incorporato nel rivestimento anodico, più la parte è resistente alla luce
Un altro metodo di sigillatura molto popolare è la sigillatura a freddo che si verifica a una temperatura ambiente compresa tra 80°F e 95°F.In questo processo la sigillatura è suddivisa in 2 fasi: incorporazione del nichel e idratazione in DI a caldo.
Poiché la sigillatura è suddivisa in due fasi, è possibile incorporare più mickel nel rivestimento, ottenendo quasi 4 volte più nichel nella finitura anodizzata, a seconda del tipo di chimica della sigillatura a freddo.
Sulla base di questi risultati, la sigillatura a freddo è uno dei migliori metodi di sigillatura per i coloranti organici quando si cerca di ottenere la massima solidità alla luce.
Il tipo di guarnizione in nichel utilizzato può svolgere un ruolo nella stabilità ai raggi UV, in particolare a seconda del tipo di colorante utilizzato.Nelle immagini sopra abbiamo identificato 3 diversi coloranti ciascuno con risultati unici utilizzando un sigillo Ni freddo e un sigillo Ni caldo.
I coloranti che si comportano con i risultati più costanti insieme al miglior colore rimangono monocomponenti come visto con Black HCB e Black HP-5 che hanno sigillato bene sia con Ni Seals caldo che freddo
Vengono utilizzati vari tipi di apparecchiature di prova per determinare la stabilità UV dei rivestimenti.Tuttavia, ogni test ha i propri limiti e carenze, il che rende fondamentale comprendere l'applicazione di una parte prima del test.
Una delle principali differenze è che la maggior parte dei metodi di test UV non include uno stadio/elemento di "calore".Pertanto, la camera di prova non corrisponde realmente alle condizioni esterne in quanto si riferisce a deserti o altri luoghi con clima caldo.
Alcune delle specifiche richiedono un test di 1.500 ore che può richiedere da 60 a 90+ giorni a seconda del laboratorio.Ciò può significare una proliferazione di prodotti sul mercato prima che venga identificato un problema.
Anche i test del meteorometro sono costosi e le considerazioni finanziarie possono scoraggiare test frequenti che possono provocare potenziali guasti dei componenti sul campo.
Test dell'arco di carbonio
Test di invecchiamento accelerato QUV
Test di invecchiamento allo xeno
La maggior parte dei metodi di test UV sono progettati per essere multiuso (per tutti i rivestimenti), quindi per quanto riguarda l'anodizzazione ci sono diversi problemi:
L'integrità dei rivestimenti organici è una funzione della chimica del rivestimento (acrilico, uretano, epossidico, ecc.) e del pigmento disperso.
I rivestimenti organici falliscono a causa dell'organico utilizzato e il colore si degrada in gran parte a causa del fallimento del sistema organico.Il degrado si presenta come un aspetto gessoso (vellutato) sulla superficie come attacco atmosferico, come mostrato di seguito
I rivestimenti anodici non si sfarinano e quindi il test meteorologico in relazione all'anodizzazione controlla solo la resistenza agli agenti atmosferici/alla luce, ma questo test viene eseguito a una temperatura controllata, non rappresentativa della vera esposizione all'aperto.
Ad esempio, è stato registrato che l'assetto automobilistico ha una temperatura di 120 ° F in una calda giornata di sole.Un colorante organico avrà una diversa resistenza ai raggi UV se la temperatura del substrato è di 80°F rispetto a 120°F.
Riteniamo che testare il rivestimento anodico in condizioni controllate come quelle in un meteorometro potrebbe qualificare un colorante che ha una buona resistenza alla luce ma una scarsa resistenza al calore.
Quando si determina come migliorare la stabilità UV di un rivestimento anodizzato, ci sono 5 fattori principali da considerare
Una conoscenza approfondita di come verrà utilizzato il componente anodizzato è fondamentale per determinare il metodo appropriato sia di test che di chimica.
Nel complesso, è possibile ottenere rivestimenti anodizzati di colore organico stabili ai raggi UV quando si utilizzano le condizioni di anodizzazione, il colorante e il metodo di sigillatura appropriati.Pertanto, quando lavori con il tuo fornitore di prodotti chimici per l'anodizzazione, ti invitiamo a porre queste domande:
Se vengono utilizzati i parametri di anodizzazione, i coloranti e le guarnizioni corretti, è possibile che i coloranti organici sostengano anni o più di esposizione all'aperto con una variazione di colore limitata.
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