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Q-SUN Xe-1氙燈試驗箱在低輻射麵漆耐久性的應用

發布於:2022-08-16

本文介紹了為測試迷彩顏色的環境固化低輻射 (LE) 版本的性能而開展的工作結果,這些迷彩顏色設計用於溫度 ≤ 250°C 的操作性能。高溫(>250°C)應用的低輻射塗層依賴於一種不同的技術,本文將不涉及。

LE材料包括導電材料(那些包含移動電子的材料),例如金、鉻、鋅、銅、銀和鋁,和半導體(具有低價帶能量),例如矽或鉛化合物。當作為顏料製造時,LE 材料可以分散到粘合劑中,以生產具有一係列發射率特性的塗層。當用常規顏料著色時,可以獲得所需的視覺迷彩顏色。使用 LE 塗層的物理優勢主要是減少了來自操作平台的波段 I 到 III 的熱排放。

配製的LE塗層具有其獨特的特性,例如 TIR 排放減少,因此LE塗層可能難以滿足所有要求。由於這些塗層提供的獨特性能,這不會排除在 ADF 設備上使用LE塗層。如果關鍵塗層性能(如附著力)被認為對於預期應用是可接受的,則通過根據規範要求測試LE塗層所收集的信息非常重要。

先前已經進行了初步工作,以在波段 I、II 和 III 中獲得小於 0.5 的發射率,同時保持一般塗層的完整性。然而,這些原型塗層沒有實現偽裝色的著色,也沒有嚐試測試塗層規範的一致性。

實驗過程

測試試驗所用的LE 塗料是在 DST 集團實驗室通過混合羥基官能聚酯樹脂、添加劑和有機溶劑形成均勻混合物而製造的。使用高速分散器以不大於 500 rpm 的速度將 TIR 抑製顏料分散到該混合物中然後通過攪拌 DST Group 配製的純色顏料濃縮漿,獲得表6中列出的視覺迷彩顏色。然後加入脂肪族異氰酸酯硬化劑完成配方。

表6-偽裝顏色及其相應的CIELAB2顏色坐標描述(來自AMSS和AS色卡),使用D65,10觀察

使用 Q-Lab 產品進行塗層的加速老化箱Q-SUN Xe-1氙燈試驗箱與 Q-Labs 1800 W、800 V 氙燈燈管和一個Q-SUN 日光過濾器。使用的條件(按照ASTM G155)是在340納米處0.70 W/m2/nm的恒定光譜輻照度和63℃的黑板溫度,持續102分鍾,與輻照度結合噴水交替進行18分鍾(空氣溫度不受控製)。

然後從Q-Sun氙燈耐候箱中取出塗層,在環境溫度下幹燥一夜,以便在測量顏色、光澤和重量之前通過蒸發去除塗層上的任何水分子。

結果

在開始測試飛機塗層規格之前,對LE塗層進行了涉及加速風化的初步工作,以確定是否已經達到了足夠的耐久性。耐久性是通過檢查暴露在UVA加速老化條件下的LE變體的顏色和光澤變化來評估的。2000小時的持續時間被選為超過了ADF用來鑒定聚氨酯塗料的所有規格的要求。該測試也是在85285E規格中的第四類塗層之前完成的,該規格要求在這些條件下暴露3000小時。

對於開發的每種迷彩顏色,顏色最穩定的LE塗層變體的加速耐久性結果如圖 6所示。在暴露1000 小時後,沒有一個優選配方的LE塗層超過標稱 ΔE * ab值 0.8,這是所有 ADF 規範中最嚴格​​的 ΔE * ab限製(見 APS-0501 規範 I 型聚氨酯塗層)。LE AMSS 35237 在 2000 小時暴露時略微超過了這個值。對於這些LE塗層,光澤變化在 60° 時最大為 0.5 GU,在 85° 時最大為 1.0 GU。這些結果可靠地表明已經配製了耐用塗料。

圖 6 — LE 塗層在加速老化條件下的顏色穩定性