Page 73 - 《橡塑技术与装备》2022年12期

理论与研究 温原 等·滚塑级聚乙烯的耐候等级研究

滚塑级聚乙烯的耐候等级研究

温原，王栓良，邹旭凯，孙自强
( 浙江瑞堂塑料科技股份有限公司，浙江 宁波 315323)

摘要 ： 聚乙烯的氙灯老化试验和自然暴晒试验之间有着良好的相关性，滚塑行业因此建立了耐候等级和光老化寿命之间的关
系式。通过对现有关系式的分析，建立了更为有效的新的关系式，并指出现有标准中设计寿命和氙灯老化要求的不匹配现象，将
导致产品的质量隐患。
关键词 ： 聚乙烯 ；耐候等级 ；氙灯老化试验 ；自然暴晒试验 ；光老化寿命 ；相关性 ；滚塑
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2022)12-0023-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.12.005

滚塑成型是制造大型、异型塑料制品的加工方式 1 耐候等级和光老化寿命
之一，80% 以上的滚塑制品使用聚乙烯粉末进行成型。 1970's 至 1980's，汽巴公司在美国佛罗里达地
绝大部分滚塑制品应用于户外，如储罐、船艇、浮标、 区进行了长达 15 年的自然暴晒试验，同时在 ASTM
游乐玩具等等，因此材料的耐候性能成为滚塑制品满 G155 标准下进行了氙灯老化试验，发现对于低密度聚
足设计寿命的关键指标。外部气候因素是诱导材料失 乙烯而言，200 um 的薄膜自然暴晒试验结果和氙灯老
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效的原因，人们针对不同的气候因素，如温度、光照、 化结果有着良好的线性关系 [10] （R =0.94）：
盐雾、生物侵蚀、风沙等定义了相应了耐候指标，并
建立了直接测试和加速测试两类测试标准，这些统称
为材料的耐候性能，但在狭义上讲，材料的耐候性能
往往仅指光照因素，甚至更仅指紫外光照因素下的性
能变异性。
表 1 应用耐候等级的滚塑材料示例
国家 厂家名称 牌号 耐候等级
美国 埃克森美孚化工 LL8446.21 [3] UV8
美国 雪佛龙 - 菲利普斯 TR 942G [4] UV20
加拿大 诺瓦化学 RMs245-U [5] UV22
澳大利亚 凯诺斯 LL711UV [6] UV20
英国 美矩 6329U [7] UV15
泰国 暹罗化工 M3204RU [8] UV2
中国 浙江瑞堂 LLD119P [9] UV20
图 1 佛罗里达自然暴晒和氙灯老化的相关性
对于绝大多数聚合物而言，人们没有规定一个统
由于佛罗里达暴晒场的年太阳水平面总辐照量为
一的耐候标准，但对于滚塑级聚乙烯而言是一个例外，
140 kly（586 kJ/cm ），从图 1 计算得，ASTM G155
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21 世纪以来，行业内将聚乙烯材料在氙灯老化下断裂
标准下氙灯老化试验 2 156 h 相当于在佛罗里达地区
伸长应变保持率达到 50% 时的试验千小时数，称之
自然暴晒一年，因此建立换算关系为 ：
为材料的耐候等级，并以类似 “UV8”（耐候 8 000 h）
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的方式来表示 [1~2] 。这一做法得到了行业内大多数厂 y = t × uv （1）
GHR
家的认可和使用（见表 1）。
通常情况下，业内将 UV8-UV12 称为中等耐候 作者简介 ：温原（1973-），男，高级工程师，本科，中国
塑协专家，TC48、TC168 委员，长期从事滚塑材料的研究和
水平，小于 UV 8 为低耐候水平，高于 UV12 为高耐
标准化工作。
候水平。 收稿日期 ：2022-04-13

年
2022 第 48 卷 ·23·