Phân tích độ nhanh (độ ổn định của UV) của các sắc tố huỳnh quang trong vinyl cắt màu huỳnh quang
Là một vật liệu thường được sử dụng trong trang trí, quảng cáo, thủ công mỹ nghệ và các lĩnh vực khác, một trong những đặc tính cốt lõi của vinyl cắt màu huỳnh quang là độ ổn định lâu dài của màu sắc, chủ yếu phụ thuộc vào độ sáng (độ ổn định UV) của các sắc tố huỳnh quang được sử dụng. Các phân tích sau đây được thực hiện từ ba khía cạnh: loại sắc tố, các yếu tố ảnh hưởng và hiệu suất hiệu suất:
1. Các loại sắc tố huỳnh quang và cơ sở nhẹ
Các sắc tố huỳnh quang chủ yếu được chia thành hai loại: sắc tố huỳnh quang hữu cơ và các sắc tố huỳnh quang vô cơ:
Đặc điểm thành phần: Dựa trên thuốc nhuộm huỳnh quang, được hình thành bởi lớp phủ nhựa hoặc kết tủa, với màu sắc tươi sáng và hiệu ứng huỳnh quang mạnh, nhưng cấu trúc phân tử tương đối không ổn định.
Hiệu suất độ sáng: Trong chiếu xạ tia cực tím (UV), các phân tử sắc tố hữu cơ dễ bị quang hóa và phân hủy quang, dẫn đến sự phá vỡ các nhóm huỳnh quang hoặc phá hủy các nhiễm sắc thể, do đó gây ra sự suy giảm cường độ huỳnh quang hoặc huỳnh quang. Nói chung, các sắc tố huỳnh quang hữu cơ mà không cần xử lý đặc biệt có khả năng chống ánh sáng thấp (chẳng hạn như khoảng 1-3 theo tiêu chuẩn ISO 105-B02) và dễ bị mờ nhanh sau khi sử dụng ngoài trời lâu dài.
Các biện pháp cải tiến: Lớp phủ microcapsule, sửa đổi bề mặt và các công nghệ khác có thể cải thiện khả năng chống ánh sáng của nó. Ví dụ, một số sản phẩm cao cấp sử dụng các tác nhân ghép silane để xử lý bề mặt của sắc tố để giảm thiệt hại trực tiếp của tia cực tím đối với cấu trúc phân tử và mức độ kháng ánh sáng có thể được cải thiện thành cấp 3-4.
Đặc điểm thành phần: Chủ yếu là các hợp chất kim loại đất hiếm (như aluminates, silicat) hoặc sunfua, với cấu trúc phân tử ổn định, nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn hóa học.
Hiệu suất kháng ánh sáng: Cấu trúc tinh thể của các sắc tố vô cơ có khả năng chống tia cực tím mạnh mẽ, không dễ bị phản ứng quang hóa và mức độ kháng ánh sáng thường có thể đạt đến mức 4-5 (tiêu chuẩn ISO). Ví dụ, tốc độ giữ màu của các sắc tố huỳnh quang aluminate đất hiếm có thể đạt hơn 80% dưới mức phơi nhiễm ngoài trời dài hạn (xét nghiệm tăng trưởng tia cực tím 500 giờ).
Hạn chế: Độ sáng màu và cường độ huỳnh quang thấp hơn các sắc tố hữu cơ và chi phí cao hơn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các cảnh có yêu cầu kháng thời tiết cực kỳ cao (như biển báo an toàn giao thông và bảng quảng cáo ngoài trời).
2. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng chống ánh sáng của các sắc tố huỳnh quang
Tia tia cực tím là yếu tố chính gây ra sắc tố phai màu. Ở các khu vực độ cao và độ cao thấp (như khu vực nhiệt đới), cường độ tia cực tím cao hơn và tốc độ mờ của các sắc tố có thể
tăng tốc 2-3 lần. Các thí nghiệm cho thấy rằng sau thử nghiệm lão hóa đèn xenon (mô phỏng ánh sáng ngoài trời, 500 giờ), sự khác biệt màu (ΔE) của các sắc tố huỳnh quang hữu cơ có thể đạt tới 8-12
(Fading rõ ràng là đáng chú ý đối với mắt thường), trong khi các sắc tố vô cơ chỉ là 3-5.
Khi nồng độ sắc tố quá thấp, các hạt sắc tố dễ bị thoái hóa tăng tốc do độ sâu thâm nhập của tia cực tím;
Sự phân tán không đồng đều sẽ gây ra sự kết tụ sắc tố cục bộ, hình thành "điểm nóng" để tăng tốc quá trình oxy hóa. Ví dụ, tốc độ mờ dần xung quanh các hạt kết tụ nhanh hơn 15% -20% so với diện tích phân tán đồng đều.
Các tính chất hóa học của chất nền vinyl dính huỳnh quang (như di chuyển hóa dẻo) sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định của chất tạo màu. Nếu vinyl chứa các chất phụ gia chống UN (như chất hấp thụ tia cực tím benzotriazole), nó có thể tạo thành sự bảo vệ hiệp đồng với chất tạo màu và khả năng chống ánh sáng có thể được cải thiện khoảng 30%. Ngoài ra, một lớp bảo vệ tia cực tím trong suốt (như lớp phủ acrylic) có thể ngăn chặn các tia cực tím và kéo dài tuổi thọ của chất tạo màu.
3. Hiệu suất và đề xuất lựa chọn trong các ứng dụng thực tế
Ngay cả khi họ mờ dần trong vòng 1-2 năm, họ vẫn được chấp nhận.
Kết hợp chúng với lớp phủ bảo vệ UV. Ví dụ, một thương hiệu các sản phẩm vinyl huỳnh quang ngoài trời sử dụng các sắc tố hữu cơ được phủ lớp phủ chống UV. Sau 1000 giờ kiểm tra lão hóa UV, màu
Tỷ lệ duy trì đạt 75%, đáp ứng nhu cầu sử dụng ngoài trời trong 2-3 năm.
Cuộc sống dịch vụ điển hình có thể đạt đến hơn 5 năm.
Kháng chiến cần được cải thiện thông qua cải tiến kỹ thuật; Ưu điểm của các sắc tố vô cơ là sự ổn định và độ bền, nhưng chi phí và hiệu ứng thị giác cần phải được cân bằng. Trong thực tế
Các ứng dụng, loại sơ đồ sắc tố và bảo vệ thích hợp có thể được chọn theo cường độ ánh sáng, tuổi thọ dự kiến và ngân sách của môi trường sử dụng.
Phân tích chu kỳ mờ dần ngoài trời và các yếu tố ảnh hưởng của vinyl màu huỳnh quang
Chu kỳ mờ dần của vinyl màu huỳnh quang trong môi trường ngoài trời là một trong những chỉ số cốt lõi mà người dùng chú ý. Nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại sắc tố, điều kiện môi trường và quy trình sản phẩm. Sau đây kết hợp dữ liệu thử nghiệm với các kịch bản ứng dụng thực tế để phân tích chu kỳ mờ dần và các quy tắc:
1. Định nghĩa và tiêu chí đánh giá của chu kỳ mờ dần
Chu kỳ mờ dần thường đề cập đến thời gian cần thiết cho màu của vật liệu mờ đáng kể so với trạng thái ban đầu sau khi bị phơi ra ngoài trời (chênh lệch màu ΔE≥5, có thể cảm nhận được với mắt thường). Phương pháp đánh giá bao gồm:
Thử nghiệm phơi nhiễm tự nhiên: Quan sát liên tục trong môi trường ngoài trời điển hình (như khí hậu ôn đới, thời gian ánh nắng mặt trời hàng năm hơn 2000 giờ);
Thử nghiệm lão hóa tăng tốc nhân tạo: Mô phỏng các tia cực tím, nhiệt độ, độ ẩm và các điều kiện khác thông qua hộp lão hóa đèn xenon và chuyển chúng thành thời gian phơi sáng tự nhiên (thường là 1 giờ phơi sáng đèn xenon ≈ 10-15 giờ ánh sáng tự nhiên).
2. Chu kỳ mờ dần của các loại màu khác nhau
Các sản phẩm thông thường: Vinyl sắc tố hữu cơ chưa được xử lý với khả năng chống ánh sáng thường có chu kỳ mờ dần 3-6 tháng trong môi trường ngoài trời. Ví dụ, một nhãn hiệu nhãn dán vinyl huỳnh quang màu đỏ nhất định, sau 3 tháng tiếp xúc ngoài trời vào mùa hè phía nam, ΔE có thể đạt 6,2, và màu rõ ràng là mờ.
Các sản phẩm cải tiến chống ánh sáng: Các sản phẩm sắc tố hữu cơ sử dụng công nghệ lớp phủ hoặc thêm chất ổn định UV có thể kéo dài chu kỳ mờ dần lên 1-2 năm. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy rằng sau 1000 giờ thử nghiệm lão hóa đèn xenon (tương đương với 1 năm phơi nhiễm tự nhiên), vinyl huỳnh quang màu xanh lá cây được phủ bằng silane là 4,8, gần với giá trị tới hạn của phai nhạt.
Sản phẩm tiêu chuẩn: Điện trở ánh sáng của vinyl sắc tố vô cơ đất hiếm tốt hơn đáng kể so với các sản phẩm hữu cơ và chu kỳ mờ dần thường là 3-5 năm. Ví dụ, một nhãn hiệu vinyl huỳnh quang vô cơ màu vàng nhất định có ΔE là 4,2 sau 3 năm tiếp xúc ngoài trời và tỷ lệ giữ màu vẫn là 85%.
Các sản phẩm chống thời tiết cao: Các sản phẩm vô cơ được tối ưu hóa cho môi trường khắc nghiệt (chẳng hạn như thêm các chất phụ gia hỗn hợp oxit kẽm nano) có thể có chu kỳ mờ dần hơn 5 năm. Các xét nghiệm ở các khu vực có bức xạ cực tím mạnh (như cao nguyên Qinghai-Tây Tạng) cho thấy ΔE sau 5 năm tiếp xúc là 5,1, chỉ đạt tiêu chuẩn mờ dần.
3. Trọng lượng ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đối với chu kỳ mờ dần
| Các yếu tố môi trường | Mức độ tác động (tăng tốc tốc độ phai | Cơ chế của hành động |
| Cường độ UV | 2-5 lần | Trực tiếp kích hoạt sự phân hủy quang của các phân tử sắc tố. Tốc độ mờ dần ở các khu vực UV cao (như khu vực nhiệt đới) gấp 2-3 lần ở các khu vực ôn đới. |
| Độ ẩm và lượng mưa | 1,5-2 lần | Độ ẩm tăng tốc sự ăn mòn hóa học giữa các hạt sắc tố và chất nền, và tốc độ mờ dần ở các khu vực ven biển với độ ẩm cao tăng khoảng 50%. |
| Biến động nhiệt độ | 1-1,5 lần | Nhiệt độ cao tăng tốc phản ứng oxy hóa và chênh lệch nhiệt độ lớn (chẳng hạn như chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm vượt quá 20 ° C) gây ra sự giãn nở nhiệt và co lại của vật liệu, làm hỏng cấu trúc lớp màu. |
| Ô nhiễm không khí | 1-2 lần | Các chất ô nhiễm công nghiệp (như SO₂, NOX) phản ứng hóa học với các chất tạo màu và tốc độ mờ dần ở các khu vực công nghiệp nhanh hơn 40% so với ở các khu vực sạch. |
4. Chiến lược thực tế để mở rộng chu kỳ mờ dần
Quá trình tổng hợp của "Tô màu sắc tố nguyên chất sắc tố vô cơ" được áp dụng để tính đến cả sự sống động màu sắc và khả năng chống ánh sáng. Ví dụ, lớp bên trong của một sản phẩm dấu hiệu ngoài trời sử dụng sắc tố màu vàng vô cơ (5 năm kháng ánh sáng) và lớp bề mặt được phủ màu đỏ huỳnh quang hữu cơ. Chu kỳ mờ dần được kéo dài từ 1 năm sắc tố hữu cơ tinh khiết đến 3 năm.
Cải thiện sự phân tán của các sắc tố và kiểm soát kích thước hạt của các hạt sắc tố thành 1-5μM thông qua quá trình mài ba vòng để giảm sự phai màu cục bộ do tích tụ.
Lớp phủ lớp bảo vệ UV: Ví dụ, màng bảo vệ PET (chứa chất hấp thụ UV) có thể chặn hơn 90% tia cực tím, kéo dài chu kỳ mờ dần hơn 1 lần. Dữ liệu đo được cho thấy vinyl huỳnh quang hữu cơ được phủ lớp bảo vệ có ΔE chỉ 5,3 sau 2000 giờ lão hóa đèn xenon, tương đương với hiệu ứng tiếp xúc 4000 giờ của sản phẩm không tráng.
Sử dụng lớp phủ nano: Các hạt nano titan dioxide (kích thước hạt <50nm) được phân tán đồng đều trong lớp phủ, có thể phản ánh và phân tán các tia cực tím trong khi tránh ảnh hưởng của chất làm đầy truyền thống đến độ trong suốt.
Tránh các kịch bản phơi nhiễm trực tiếp dài hạn: Đối với các sản phẩm phải được sử dụng ngoài trời, môi trường bán bóng (như dưới mái hiên, cửa sổ phía xe) được ưa thích, có thể kéo dài chu kỳ mờ dần 30%-50%.
Bảo trì thường xuyên: Làm sạch bề mặt sản phẩm và thuốc bảo vệ trong suốt cứ sau 1-2 năm để bổ sung các chất phụ gia UV tiêu thụ và kéo dài tuổi thọ hiệu quả khoảng 1 năm.
5. Mua và sử dụng các khuyến nghị
Nhu cầu ngắn hạn (<1 năm): Chọn vinyl huỳnh quang hữu cơ thông thường, có chi phí thấp và hiệu ứng màu sắc nổi bật, phù hợp cho các hoạt động tạm thời hoặc cảnh chuyển tiếp trong nhà.
Nhu cầu trung và dài hạn (1-3 năm): ưu tiên cho các sản phẩm hữu cơ được sửa đổi ánh sáng hoặc các sản phẩm composite hữu cơ vô cơ, hiệu suất cân bằng và chi phí, phù hợp cho các bảng quảng cáo thương mại, biển báo cửa hàng, v.v.
Nhu cầu dài hạn (> 3 năm): Sử dụng vinyl huỳnh quang vô cơ chống thời tiết cao với lớp bảo vệ bề mặt, phù hợp cho các cảnh có yêu cầu độ bền cao như biển báo giao thông và trang trí cơ sở công cộng.
Chu kỳ mờ dần ngoài trời của vinyl màu huỳnh quang không phải là một giá trị cố định, mà là kết quả của sự tương tác động giữa các tính chất màu và các yếu tố môi trường. Thông qua lựa chọn vật liệu khoa học, tối ưu hóa quy trình và bảo trì hợp lý, độ ổn định màu sắc có thể được duy trì ở mức độ tối đa trong chu kỳ sử dụng mục tiêu. Trong các ứng dụng thực tế, người dùng cần kết hợp các điều kiện môi trường cụ thể và tuổi thọ dự kiến sẽ chọn các loại sản phẩm và giải pháp bảo vệ theo cách được nhắm mục tiêu.
BẢN QUYỀN ©2018 Công ty TNHH công nghiệp Thượng Hải Hanker, TẤT CẢ QUYỀN ĐƯỢC ĐẢM BẢO.
