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紫外老化下红着色剂及纳米TiO_2对赝复硅橡胶色彩稳定性影响的研究

刘仙玲  
【摘要】: 目的:本实验研究了紫外老化下不同色系红颜料对硅橡胶色彩稳定性的影响;紫外老化下不同表面处理的纳米氧化钛对红颜料着色硅橡胶色彩稳定性的影响及紫外老化下不同浓度的纳米氧化钛在不同老化时间下对红颜料着色硅橡胶色彩稳定性的影响。 材料与方法:实验一:将1.0wt%的油画镉红,丙烯大红,水粉大红,油画玫瑰红,油画土红分别加入到硅橡胶中,无红颜料的硅橡胶为对照组,制成6组试件,每组10个,共60个。经紫外老化600h后,测量试件老化前后的L*,a*,b*值,并计算色差值。实验二:将纳米氧化钛经过硅铝包覆(无机处理),硅烷偶联剂处理(有机处理),硅铝包覆—硅烷偶联剂处理(无机—有机处理)后,加入到镉红颜料着色的硅橡胶中,不处理的纳米氧化钛着色硅橡胶为对照组,纳米氧化钛的加入量为2%(着色硅橡胶总量),制成4组试件,每组10个,共40个,经紫外老化720小时后,用分光光度计测量4组试件老化前后的L*,a*,b*值,并计算色差值。实验三:将浓度为0.00%、0.50%、1.00%、1.50%、2.00%、2.50%(着色硅橡胶总量)的硅铝—硅烷偶联剂处理的纳米氧化钛以机械共混法加入到镉红颜料着色的硅橡胶中,制成6组试件,每组5个,共30个,测试紫外老化240小时,480小时,720小时后试件的L*,a*,b*值,并计算其色差值。 结果:实验一:经紫外老化600小时后,对照组(无红颜料)硅橡胶的色差最小,色差为12.84±1.09。五种红颜料中,油画镉红(油画大红)试件的色差最小,接下来依次是油画玫瑰红,油画土红,丙烯大红,水粉大红,它们的色差分别为15.96±0.88,16.84±1.39,18.09±0.65,18.27±1.59,18.30±0.61。各个红颜料及对照组试件老化后的L*值升高,a*,b*值降低,老化后明度升高,红色调及黄色调都有所降低。实验二:紫外老化720小时后,经硅铝—硅烷偶联剂处理的纳米氧化钛试件组色差最小,接下来是硅烷偶联剂处理组与硅铝包覆组,不经过任何处理的纳米氧化钛试件组色差最大。对照组,硅铝包覆,硅烷偶联剂处理,硅铝包覆—硅烷偶联剂处理的试件组色差分别为9.42±0.96,7.81±1.09,7.11±1.10,6.06±1.02。实验三:紫外老化下,不同浓度硅铝—硅烷偶联剂处理的纳米氧化钛着色硅橡胶在不同老化时间下色差变化不同。当紫外老化时间一定时,随着纳米氧化钛质量分数的升高,试件的色差值逐渐降低,到2.00%时色差最低,2.50%时色差又开始升高;当纳米氧化钛浓度一定时,随着紫外老化时间的增加,试件的色差值逐渐升高,老化240小时与480小时试件色差升高较大,720小时的色差与480小时相比变化不大。 结论: 1.紫外老化后,红颜料的加入降低了硅橡胶的色彩稳定性。五种红颜料中,油画镉红和油画玫瑰红颜料的色彩稳定性优于其它红颜料。 2.紫外老化后,经过硅铝—硅烷偶联剂(无机—有机)处理的纳米氧化钛着色硅橡胶组色彩稳定性优于硅铝包覆(无机处理)及硅烷偶联剂处理(有机处理)组,不经过处理的纳米氧化钛着色硅橡胶组色差最大,色彩稳定性最差。 3.紫外老化下,不同质量分数硅铝—硅烷处理的纳米氧化钛加入都保护了镉红颜料硅橡胶的褪色。当老化时间一定时,随着纳米氧化钛浓度的升高,着色硅橡胶的色差逐渐降低,到2.0%时试件色差最小,此时纳米氧化钛在硅橡胶中的紫外屏蔽能力最强。当质量分数超过2.0%时,着色硅橡胶的色差开始升高,纳米氧化钛在着色硅橡胶中出现了饱和现象,紫外屏蔽能力开始降低。 4.当纳米氧化钛浓度一定时,随着紫外老化时间的增加,试件的色差逐渐升高,着色硅橡胶出现了褪色现象。480小时以内褪色最为明显,720小时的色差值与480小时相比,无统计学差异。着色硅橡胶的褪色主要在制作后的早期。


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