中國標準GB 5237.3-2008與日本JIS H 8602-2010標準的差異

　　1 引言

　　GB 5237.3-2008《鋁合金建筑型材 第3部分：電泳涂漆型材》主要在GB/T 8013-2007的基礎(chǔ)上,參照日本JIS H8602-1992和美國AAMA 612-02制定的。在制訂時，該標準的性能要求和指標都達到甚至超過了日本JIS H8602-1992的規(guī)定，并根據(jù)在建筑上使用的特點增加了耐鹽酸性和耐砂漿性等性能要求。但目前日本JIS H8602已進行了修改，新版JIS H8602-2010標準與JIS H8602-1992相比較有非常大的改變，性能要求有很大的提高，并且鋁陽極氧化電泳涂漆復合膜規(guī)范ISO提案在這幾年來也在不斷的修改和提高。本文將對我國GB5237.3-2008標準與日本JIS8602-2010標準和中 日兩國的ISO提案的主要差異作一簡要概述。

　　2 我國GB5237.3-2008與日本JIS H 8602-2010及ISO提案的內(nèi)容差異

　　2.1耐候性

　　耐候性是建筑用電泳鋁合金型材的重要性能指標，日本標準和ISO提案將氙燈人工加速耐候性的試驗時間分成350h、1000h、2000h和4000h四檔，而我國的國標將氙燈人工加速耐候性的試驗時間分成1000h、2000h和4000h三檔，由于我國標準主要考慮的是戶外使用，因此與日本和ISO提案比較，沒有試驗時間為350h這一檔，另外三檔與日本標準和ISO提案要求相當。

　　雖然三個標準對于復合膜的耐候性要求差別不大，但三個標準對于各檔復合膜的使用環(huán)境規(guī)定還是有差異的。我國標準規(guī)定的三檔復合膜僅規(guī)定了各檔的耐候性要求，但未明確規(guī)定各檔復合膜的使用環(huán)境。日本JISH8602-2010和ISO提案中對各檔復合膜的使用環(huán)境進行了指導性說明，建議試驗時間為350h的電泳復合膜用于室內(nèi)環(huán)境，試驗時間為1000h的電泳復合膜用于室外正常環(huán)境(如普通城市、綠化區(qū)和工業(yè)區(qū))，試驗時間為2000h的電泳復合膜用于室外惡劣環(huán)境(如被海鹽污染的具有腐蝕性和降解性的區(qū)域)選用，而試驗時間為4000h的電泳復合膜用于海邊地區(qū),室外惡劣環(huán)境且強紫外線曝曬區(qū)域。筆者認為日本JISH8602-2010和ISO提案中推薦的使用環(huán)境有一定的實際意義，可指導客戶選用復合膜等級。

　　2.2聯(lián)合耐蝕性

　　與我國標準不同的是，日本JISH8602-2010和ISO提案中特別規(guī)定了先進行熒光紫外線燈人工加速耐候性試驗再聯(lián)合進行鹽霧試驗的聯(lián)合耐蝕性要求，筆者以為主要有以下幾個因素。

　　2.2.1可操作性因素

　　從可操作角度看，耐候性實驗檢驗時間過長，動輒幾千個小時，許多廠家沒有時間也不可能有那么多的時間等候檢驗報告，而選擇用時較短的其他相關(guān)性能測試。

　　2.2.2現(xiàn)實性因素

　　從現(xiàn)實角度看，使用313nm的紫外燈人工加速耐候儀進行測試時，選擇更加接近自然狀況的測試條件，即輻照強度為30W/m2，4h干燥，4h濕潤，循環(huán)進行240h，然后再進行CASS試驗這一聯(lián)合耐蝕性試驗更能反映實際的使用情況。因為鋁門窗、幕墻在經(jīng)受紫外線照射的同時，還要承受自然界的酸雨、煙氣、泥土、鳥糞、清潔劑等的腐蝕。

　　2.2.3涂料因素

　　從涂料的角度看，經(jīng)過紫外線照射240h，相當于經(jīng)歷了短暫的老化實驗。如果沒有選用穩(wěn)定性好或更優(yōu)異的長碳鏈丙烯酸單體，只是單純降低成本的話，這一項檢測是很難通過的。此外，經(jīng)過聚合的樹脂要有很好的光穩(wěn)定性，不降解，即在自然界中不粉化。筆者曾在山東一海邊尚未銷售的商品房內(nèi)，見到山東某著名鋁材廠生產(chǎn)的電泳型材做成的窗戶，朝向外側(cè)漆膜已全部粉化消失。

　　為消除這一狀況，生產(chǎn)過程中須使多種不同性能的單體在共聚中按照競聚率反應(yīng)的要求，調(diào)整每一時刻加料各單體的比例, 使其不產(chǎn)生暴聚反應(yīng)，這樣才能使游離單體在聚合物中的殘留量最少，分子量均勻(加熱減量最好能控制在3%以內(nèi))，從而同時提高涂膜的耐蝕性與耐候性。選用適當?shù)拈L鏈型丙烯酸酯，有利于光穩(wěn)定性，可以做到聚合物的分子量更大，做成的樹脂會呈現(xiàn)自乳化狀態(tài)。耐蝕性、耐候性和機械性能都會得到提高，還可以提高泳透率，使涂裝對于助溶劑的依靠性大大降低，有機溶劑的減少有利于環(huán)境保護(日本涂料廠在日本國內(nèi)的電泳涂料基本上都是乳化型涂料)。

　　2.2.4微觀角度的因素

　　從微觀的角度，往往選用氙燈，其波長一般選定在340nm至410nm之間(峰值為340nm)，也屬于紫外線范疇。但是，對于射線來講，其粒子能量=hν，其中h為普朗克常數(shù)，ν為此射線的頻率。也就是說，波長越短，射線粒子能量越大，越能在短時間內(nèi)檢測出涂膜的穩(wěn)定性。如果鏈接好的涂膜經(jīng)過高能粒子的轟擊而沒有斷鏈(粉化)，則后序的CASS試驗中將會體現(xiàn)出優(yōu)異的耐蝕性，相反，如果經(jīng)240h的紫外線照射后分子鏈發(fā)生斷裂(這在單純的耐候性檢測中不易看到)，則會對后序的CASS試驗中其耐蝕性造成很大的影響。

　　2.2.5 日本提供的相關(guān)數(shù)據(jù)

　　下面提供一些日本的同行所做的數(shù)據(jù)，我們共同來分析一下，看是否有所幫助：

　　由上面的數(shù)字我們可以看出，盡管日本的新標準對氧化膜和電泳涂膜的厚度沒有提出明確的要求，但是，無論是氧化膜還是電泳涂膜，如果過薄的話，是很難通過聯(lián)合耐蝕性檢驗的。同時，這也是對電泳涂料提出了更新更高的要求，怎樣在節(jié)省能源與提高性能方面更加前行一步。

　　2.2.6涂料未來發(fā)展的因素

　　從涂料未來的發(fā)展看，耐候性是鋁合金建筑型材的重要性能指標，但是由于其使用的環(huán)境、地域等差異，可以采用不同的標準，從而，可對涂料加以針對性的選擇。

　　以丙烯酸及其酯類為原料的聚合物，有著高的耐候性，這主要由單體決定的，它由聚合的方法形成，對光有著很強的穩(wěn)定性。如果單體選擇得恰當，涂膜將會有優(yōu)異的保光性。這種樹脂與縮聚形成的聚合物相比，耐候性好得多。作為這樣的涂料還必須具有優(yōu)異的耐蝕性，其關(guān)鍵須形成涂膜的交聯(lián)性，采用六甲氧甲基三氰胺作交聯(lián)劑，在固化成膜過程中有很好的交聯(lián)性，使涂膜具有高的硬度、光澤、色澤(不泛黃)和優(yōu)異的耐候性。近年來，耐光性更優(yōu)的陰極電泳涂料的出現(xiàn)，也是一個很好的選擇，其耐蝕性更好，它是聚多胺樹脂結(jié)構(gòu)，用IPDI(異佛爾酮異氰酸酯)或脂肪族異氰酸酯做成的交聯(lián)劑，都有著優(yōu)異的耐候性，可以制成CED。采用CED，不必采用鋁合金氧化，因為在電沉積過程中，電泳行為是朝向陰極，氧化膜會遭到部分破壞或全部破壞，但這種涂料仍有優(yōu)異的耐蝕劑和耐候性，有許多人認為這應(yīng)當是建筑領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)于涂敷工藝，采用電沉積的方法是最理想方法，有利自動化生產(chǎn)，效率高，涂料的利用率高達95%(我國生產(chǎn)的鋁陽極電泳涂料一般為82%，效率降低主要與涂料溶液的粘度和抗干擾性能有關(guān))，生產(chǎn)涂膜質(zhì)量最穩(wěn)定，是通過ED形成的膜，其過程是電場力作用下，首先在電流密度高的部位涂敷，形成膜后電阻變大，而未形成的鄰近部位又成為電流密流高的部位，由此繼續(xù)涂敷，使工件的各部位均形成高的電阻，再延長ED時間涂膜也不會再增厚，對于幾何形狀復雜的型材能在各部位得到均勻膜厚的涂膜，稱之為ED的泳透率性能，且使之耐蝕優(yōu)異，同樣也提高了耐候性。

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