Analisi della luminosità (stabilità UV) dei pigmenti fluorescenti nel taglio del colore fluorescente vinilico
Come materiale comunemente usato nella decorazione, nella pubblicità, nell'artigianato e in altri campi, una delle proprietà centrali del vinile a taglio a colori fluorescenti è la stabilità di lunga durata del colore, che dipende principalmente dalla sfregamento della luce (stabilità UV) dei pigmenti fluorescenti utilizzati. La seguente analisi viene effettuata da tre aspetti: tipo di pigmento, fattori di influenza e prestazioni delle prestazioni:
1. Tipi di pigmenti fluorescenti e basi di attaccatura
I pigmenti fluorescenti sono principalmente divisi in due categorie: pigmenti fluorescenti organici e pigmenti fluorescenti inorganici:
- Pigmenti fluorescenti organici
Caratteristiche di composizione: in base a coloranti fluorescenti, formati da rivestimento in resina o precipitazioni, con colori vivaci e forti effetti fluorescenti, ma la struttura molecolare è relativamente instabile.
Performance della figura luminosa: sotto l'irradiazione ultravioletta (UV), le molecole di pigmento organico sono soggette a reazioni di fotoossidazione e fotodegradazione, con conseguente rottura di gruppi fluorescenti o distruzione dei cromofori, causando così sbiadimento del colore o attenuazione dell'intensità di fluorescenza. In generale, i pigmenti fluorescenti organici senza trattamento speciale hanno una bassa resistenza alla luce (come circa 1-3 sotto standard ISO 105-B02) e sono inclini a svanisce rapidamente dopo un uso esterno a lungo termine.
Misure di miglioramento: il rivestimento di microcapsule, la modifica della superficie e altre tecnologie possono migliorare la sua resistenza alla luce. Ad esempio, alcuni prodotti di fascia alta utilizzano agenti di accoppiamento al silano per trattare la superficie del pigmento per ridurre il danno diretto dei raggi ultravioletti alla struttura molecolare e il livello di resistenza alla luce può essere migliorato al livello 3-4.
- Pigmenti fluorescenti inorganici
Caratteristiche degli ingredienti: principalmente composti di metallo di terra rari (come alluminati, silicati) o solfuri, con struttura molecolare stabile, resistenza alla corrosione ad alta temperatura e alla corrosione chimica.
Prestazioni di resistenza alla luce: la struttura cristallina dei pigmenti inorganici ha una forte resistenza ai raggi ultravioletti, non è soggetta a reazioni fotochimiche e il livello di resistenza alla luce può di solito raggiungere il livello 4-5 (standard ISO). Ad esempio, il tasso di ritenzione del colore dei pigmenti fluorescenti in alluminato delle terre rare può raggiungere oltre l'80% in esposizione all'aperto a lungo termine (test di invecchiamento UV di 500 ore).
Limitazioni: la luminosità del colore e l'intensità della fluorescenza sono inferiori ai pigmenti organici e il costo è più elevato. Sono per lo più utilizzati in scene con requisiti di resistenza alle intemperie estremamente elevate (come i segnali di sicurezza del traffico e i cartelloni pubblicitari esterni).
2. Fattori chiave che influenzano la resistenza alla luce dei pigmenti fluorescenti
- Intensità di radiazione ultravioletta
I raggi ultravioletti sono il fattore principale che causa lo sbiadimento dei pigmenti. Nelle aree ad alta quota e bassa latitudine (come le aree tropicali), l'intensità ultravioletta è più alta e il tasso di svanimento dei pigmenti può essere
accelerato da 2-3 volte. Gli esperimenti mostrano che dopo il test di invecchiamento della lampada Xenon (simulazione della luce esterna, 500 ore), la differenza di colore (ΔE) dei pigmenti fluorescenti organici può raggiungere 8-12
(Lo sbiadimento è ovviamente evidente ad occhio nudo), mentre il ΔE dei pigmenti inorganici è solo 3-5.
- Concentrazione del pigmento e dispersibilità
Quando la concentrazione di pigmento è troppo bassa, le particelle di pigmento sono soggette a degradazione accelerata a causa della maggiore profondità di penetrazione dei raggi ultravioletti;
La dispersione irregolare causerà agglomerazione del pigmento locale, formando "punti caldi" per accelerare l'ossidazione. Ad esempio, il tasso di dissolvenza attorno alle particelle agglomerate è del 15% -20% più veloce di quella dell'area uniformemente dispersa.
- Protezione del substrato e del rivestimento
Le proprietà chimiche del substrato in vinile adesivo fluorescente (come la migrazione del plastificante) influenzeranno la stabilità del colorante. Se il vinile contiene additivi anti-UV (come gli assorbitori UV di benzotriazolo), può formare una protezione sinergica con il colorante e la resistenza alla luce può essere migliorata di circa il 30%. Inoltre, uno strato di protezione UV trasparente (come il rivestimento acrilico) può bloccare ulteriormente i raggi ultravioletti ed estendere la vita del colorante.
3. Suggerimenti per le prestazioni e la selezione in applicazioni pratiche
- Scene interne a breve termine (come decorazioni d'interni, mostre temporanee): i pigmenti fluorescenti organici possono essere utilizzati per sfruttare la loro saturazione ad alto colore e i vantaggi a basso costo,
Anche se svaniscono entro 1-2 anni, sono accettabili.
- Scene esterne a medio e lungo termine (come cartelloni pubblicitari, adesivi per veicoli): si consiglia di utilizzare pigmenti fluorescenti inorganici o pigmenti organici con modifica della resistenza alla luce e
Abbina con i rivestimenti protettivi UV. Ad esempio, un marchio di prodotti in vinile fluorescente esterna utilizza rivestimenti anti-UV con pigmenti organici rivestiti. Dopo 1000 ore di test di invecchiamento UV, il colore
Il tasso di conservazione raggiunge il 75%, il che soddisfa le esigenze dell'uso esterno per 2-3 anni.
- Scene ambientali estreme (come il mare e le aree industriali): sono preferiti i pigmenti inorganici. La loro spruzzatura salina e resistenza alla corrosione chimica possono garantire ulteriormente la stabilità del colore e
La vita di servizio tipica può raggiungere più di 5 anni.
- Riepilogo: la resistenza alla luce dei pigmenti fluorescenti determina direttamente gli scenari di applicazione del vinile tagliato a colori fluorescenti. I pigmenti organici sono migliori per le prestazioni dei colori e la luce
La resistenza deve essere migliorata attraverso miglioramenti tecnici; Il vantaggio dei pigmenti inorganici è la stabilità e la durata, ma il costo e l'effetto visivo devono essere bilanciati. In pratico
Le applicazioni, il tipo appropriato di schema di pigmento e protezione può essere selezionato in base all'intensità della luce, alla vita prevista e al budget dell'ambiente d'uso.
Analisi del ciclo di sbiadimento esterno e fattori influenzanti del taglio a colori fluorescenti vinil
Il ciclo di sbiadimento del vinile tagliato a colori fluorescente in ambienti esterni è uno degli indicatori di base a cui gli utenti prestano attenzione. È influenzato da molteplici fattori come il tipo di pigmento, le condizioni ambientali e il processo di prodotto. Quanto segue combina dati sperimentali con scenari di applicazione effettivi per analizzare il ciclo di sbiadimento e le regole:
1. Definizione e criteri di valutazione del ciclo di dissolvenza
Il ciclo di sbiadimento di solito si riferisce al tempo richiesto affinché il colore del materiale svanirà significativamente dallo stato iniziale dopo essere stato esposto all'aperto (differenza di colore ΔE≥5, percepibile a occhio nudo). I metodi di valutazione includono:
Test di esposizione naturale: osservazione continua in un tipico ambiente esterno (come clima temperata, durata annuale del sole di oltre 2000 ore);
Test di invecchiamento accelerato artificiale: simulare i raggi ultravioletti, la temperatura, l'umidità e altre condizioni attraverso una scatola di invecchiamento della lampada di xeno e li convertire in tempo di esposizione naturale (di solito 1 ora di esposizione alla lampada di xeno ≈ 10-15 ore di luce naturale).
2. Ciclo di sbiadimento tipico di diversi tipi di coloranti
- Vinile di pigmento fluorescente organico
Prodotti ordinari: il vinile di pigmento organico che non è stato trattato con resistenza alla luce di solito ha un ciclo di sbiadimento di 3-6 mesi in ambienti esterni. Ad esempio, una certa marca di adesivi in vinile fluorescente rossi, dopo 3 mesi di esposizione all'aperto nell'estate meridionale, il ΔE può raggiungere 6,2 e il colore è ovviamente debole.
Prodotti migliorati resistenti alla luce: i prodotti di pigmento biologico che utilizzano la tecnologia di rivestimento o aggiungono stabilizzatori UV possono estendere il ciclo di sbiadimento a 1-2 anni. I dati sperimentali mostrano che dopo 1000 ore di test di invecchiamento della lampada di xeno (equivalente a 1 anno di esposizione naturale), il ΔE di vinile fluorescente verde rivestito con silano è 4,8, che è vicino al valore critico della dissolvenza.
- Vinile di pigmento fluorescente inorganico
Prodotti standard: la resistenza alla luce del vinile di pigmento inorganico in terre rare è significativamente migliore di quella dei prodotti organici e il ciclo di svanimento è di solito 3-5 anni. Ad esempio, un certo marchio di vinile fluorescente inorganico giallo ha un ΔE di 4,2 dopo 3 anni di esposizione all'aperto e il tasso di ritenzione del colore è ancora dell'85%.
Prodotti altamente resistenti alle intemperie: i prodotti inorganici ottimizzati per ambienti estremi (come l'aggiunta di additivi compositi di ossido di zinco nano) possono avere un ciclo di sbiadimento di oltre 5 anni. I test in aree con forti radiazioni ultraviolette (come l'altopiano Qinghai-Tibet) mostrano che il ΔE dopo 5 anni di esposizione è 5,1, che raggiunge solo lo standard di ovvio sbiadimento.
3. L'influenza del peso dei fattori ambientali sul ciclo di sbiadimento
| Fattori ambientali | Grado di impatto (multipli di accelerazione della velocità di dissolvenza) | Meccanismo d'azione |
| Intensità UV | 2-5 volte | Innesca direttamente la fotodegradazione delle molecole di pigmento. La velocità di sbiadimento nelle aree UV elevate (come le aree tropicali) è 2-3 volte quella nelle aree temperate. |
| Umidità e precipitazioni | 1,5-2 volte | L'umidità accelera la corrosione chimica tra particelle di pigmento e substrato e la velocità di sbiadimento nelle aree costiere con elevata umidità aumenta di circa il 50%. |
| Fluttuazioni della temperatura | 1-1,5 volte | L'alta temperatura accelera la reazione di ossidazione e una grande differenza di temperatura (come la differenza di temperatura tra giorno e notte superiore a 20 ° C) provoca l'espansione termica e la contrazione dei materiali, che danneggia la struttura dello strato di colore. |
| Inquinamento atmosferico | 1-2 volte | Gli inquinanti industriali (come So₂, NOX) reagiscono chimicamente con i coloranti e la velocità di sbiadimento nelle aree industriali è del 40% più veloce rispetto alle aree pulite. |
4. Strategie pratiche per estendere il ciclo di sbiadimento
- Ottimizzazione del colorante e del processo
Il processo composito di "Primer inorganico Pener Organic Pigment Coloring" è adottato per tenere conto sia della vividezza del colore che della resistenza alla luce. Ad esempio, lo strato interno di un prodotto di segno esterno utilizza un pigmento giallo inorganico (5 anni di resistenza alla luce) e lo strato superficiale è rivestito con rosso fluorescente organico. Il ciclo di dissolvenza complessivo è esteso da 1 anno di pigmento organico puro a 3 anni.
Migliorare la dispersione dei pigmenti e controllare la dimensione delle particelle di particelle di pigmento a 1-5 μm attraverso il processo di macinazione a tre roll per ridurre lo sbiadimento locale causato dall'agglomerazione.
- Tecnologia di protezione della superficie
Coating UV Protective Strayer: ad esempio, il film protettivo per animali domestici (contenente assorbitore UV) può bloccare oltre il 90% dei raggi ultravioletti, estendendo il ciclo di sbiadimento di più di 1 volte. I dati misurati mostrano che il vinile fluorescente organico rivestito con lo strato protettivo ha un ΔE di sole 5,3 dopo 2000 ore di invecchiamento della lampada di xeno, che equivale alle 4000 ore di effetto di esposizione del prodotto non rivestito.
Usa il rivestimento nano: nanoparticelle di biossido di titanio (dimensione delle particelle <50nm) sono uniformemente disperse nel rivestimento, che possono riflettere e disperdere i raggi ultravioletti evitando l'influenza dei riempiri tradizionali sulla trasparenza del colore.
- Usa l'adattamento dello scenario
Evitare scenari di esposizione diretta a lungo termine: per i prodotti che devono essere utilizzati all'aperto, ambienti semi-ombreggiati (come sotto la cannone, finestre laterali del veicolo), che possono estendere il ciclo di sbiadimento del 30%-50%.
Manutenzione regolare: pulire la superficie del prodotto e spruzzare l'agente protettivo trasparente ogni 1-2 anni per riempire gli additivi UV consumati ed estendere la vita efficace di circa 1 anno.
5. Acquista e usa le raccomandazioni
Richiesta a breve termine (<1 anno): scegli il normale vinile fluorescente organico, che ha effetti a basso costo e a basso costo e eccezionali, adatti per attività temporanee o scene di transizione esterna.
Richiesta a medio e lungo termine (1-3 anni): dare priorità a prodotti organici modificati resistenti alla luce o prodotti compositi inorganici-organici, prestazioni e costi di equilibrio, adatti a cartelloni commerciali, cartelli, ecc.
Richiesta a lungo termine (> 3 anni): utilizzare vinile fluorescente inorganico altamente resistente alle intemperie con uno strato di protezione superficiale, che è adatto a scene con requisiti di alta durata come segnali stradali e decorazione delle strutture pubbliche.
Il ciclo di dissolvenza esterno del vinile tagliato a colori fluorescente non è un valore fisso, ma il risultato dell'interazione dinamica tra le proprietà coloranti e i fattori ambientali. Attraverso la selezione dei materiali scientifici, l'ottimizzazione del processo e la manutenzione ragionevole, la stabilità del colore può essere mantenuta nella massima misura all'interno del ciclo di utilizzo del bersaglio. Nelle applicazioni reali, gli utenti devono combinare condizioni ambientali specifiche e la vita prevista per selezionare i tipi di prodotto e le soluzioni di protezione in modo mirato.
