對于塑料門窗老化變色問題的討論
發(fā)布時間：2009-11-18
作者：ccy
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概要：
塑料有史以來引起人們關注的問題就是老化和壽命，PVC塑料門窗更是如此。能否與建筑物“白頭偕老”是生產者與用戶都十分關心的問題。塑料在使用過程中會發(fā)生老化，塑窗也不例外。這些老化變色的速度是不一樣的，主要取決于配方、原材料的選擇加工等因素。本文主要就PVC塑窗外觀使用中發(fā)生顏色變化發(fā)表一些看法，供大家討論。
塑料有史以來引起人們關注的問題就是老化和壽命，PVC塑料門窗更是如此。能否與建筑物“白頭偕老”是生產者與用戶都十分關心的問題。塑料在使用過程中會發(fā)生老化，塑窗也不例外。這些老化變色的速度是不一樣的，主要取決于配方、原材料的選擇加工等因素。本文主要就PVC塑窗外觀使用中發(fā)生顏色變化發(fā)表一些看法，供大家討論。
2000年，山東、河北、遼寧、吉林、黑龍江等地區(qū)對塑窗的使用性能進行了一次考查，主要目的是觀察我國塑窗自然狀態(tài)下的老化變色情況。這此地區(qū)PVC型材的生產廠家較多，而且應用的較早，基本上從95年起已大面積使用，因此對這些地區(qū)的考查具有一定意義。通過調查，發(fā)現(xiàn)這些地區(qū)雖然使用的都是白色型材，但是由于廠家、配方不同，塑窗使用時間長短不同，塑窗老化變色的程度也不同。有的塑窗顏色變化較深，呈深灰色、黃灰色，有的出現(xiàn)“風化”現(xiàn)象，有的變化較小，只是發(fā)暗、發(fā)黃，用戶反應不一。對于變色較深的，反應較大，因此PVC型材行業(yè)應引起高度重視。
一、關于塑窗自然老化變色的現(xiàn)象
１．環(huán)境對塑窗老化變色的影響
環(huán)境對塑窗變色有一定的影響，如地理緯度、氣候特點（本文不加以敘述）。調查發(fā)現(xiàn)，凡是小區(qū)臨街的塑窗表面污染較為嚴重，變色較深，塑窗表面吸附物也較多，尤其是距小飯店較近的塑窗則更為嚴重，而且附著物較多變色較深。一般吸附塵有以下規(guī)律：①一、二層樓較重，四層樓以上較輕;②距交通干道近的第一、二棟樓吸附較多，第三棟樓以后的吸附較少。這主要與干道揚塵距離有關。另外在工業(yè)區(qū)以及空氣中的二氧化硫含量較高有密切關系，也都影響PVC塑窗變色，但是有些塑窗變化較小。
2．塑窗朝向對老化變色的影響
塑窗的朝向對老化變色影響較大，塑料老化主要是光、熱、氧化作用的老化，朝南向光輻射量大，塑窗在夏天溫度可達44度，加速了光化學反應和變色進程.
朝南方向變色較其他方向為重，三樓以下比四樓以上為重;朝東西向比朝南向變色較輕；朝北向變色較淺，附著物少。
3．使用管理對老化變色的影響
在使用管理上與老化變色有一定的關系，合理使用和維護將延緩變色或減少變色的深度。①朝南、東、西方向的塑窗，凡是保護膜沒揭去的老化變色都快而深，這是由于保護膜老化產生大量羥基和其他活性基團，誘發(fā)PVC老化變色；②調查中發(fā)現(xiàn)的相鄰的塑窗（同時安裝）變色程度有差異，這是由于變色淺的用戶經常擦洗，能夠清除PVC出物、附著物，減少他們的老化促進作用的結果。由于使用的差異，也會導致變色的差異，所以合理的使用和保養(yǎng)，對于塑窗提高壽命和減少變色也重要作用。
4、原材料構成對老化變色的影響
原材料、配方和工藝對于PVC塑窗老化變色影響是最主要的因素，也是決定性的因素。
在調查中發(fā)現(xiàn)老化變色的現(xiàn)象不一樣，主要有以下幾種。
①塑窗表面變灰，但有光澤，也有的出現(xiàn)不均勻的黑斑。據用戶講，有的僅使用2年，也有的使用了3-4年。這些不同廠家的產品表現(xiàn)各異，都是表面變色，對其性能無大的影響。這些變灰現(xiàn)象我認為：（1）這些配方中使用的鉛鹽與空氣中的硫化物產生硫化鉛黑色物所造成的“鉛污染”，另外也可以講穩(wěn)定劑分散不均造成型材表面出現(xiàn)黑色斑點。（2）為了追求型材“青白”效果，在配方中加入了群青（多硫化鈉）也將造成鉛污染，普遍變灰。
②塑窗表面老化變灰黃相，但光澤較差。使用3年，表面有些析出物粘附，但是用布擦洗不掉，只能擦去表面附著塵埃。這是正常的光氧化作用，PVC降解，產生了共軛雙鍵色團，使PVC型材呈現(xiàn)出變色。
③表面變灰或灰黃色，無光澤。使用了3-5年有粉化現(xiàn)象，用手擦有白色粉末脫落，這PVC塑窗比較少見的現(xiàn)象，我認為有如下原因：
(1)配方中CaCO3加入較大，是鈣塑產品不耐老化所造成的風化所致。
（2） 配方不合理，塑化不夠，沒有形成凝膠狀態(tài)而造成粉化現(xiàn)象。
④塑窗表面粉紅相，這些現(xiàn)象多出現(xiàn)在北側，型材表面有光澤，有的保護膜正常完好，但是出現(xiàn)發(fā)粉紅相，我認為這與配方助劑以及Ti02有關系。
二．關于塑窗變色的原因分析
PVC塑窗型材變色問題是自然界光、熱、氧、水分以及空氣中其他物質綜合作用的結果，當然與配方設計、原材料的組成、工藝的合理性和使用維護等有直接關系。但實質問題我認為與以下幾個方面關系較為密切。
1、表面有析出物，這些析出物大部分是潤滑劑。當然塑料加工中潤滑劑是不可缺少的，但是使用的量要有一定限制，要合理，如果過剩勢必造成“過飽和”析出。析出也是一個過程，到一定時間才能達到平衡，析出物在型材表面粘附許多塵埃，這些塵埃有的有一定活性，將會促進光氧化反應加速PVC型材的老化。
2、型材的靜電感應吸附灰塵，也增大了老化過程，這些灰塵中有許多活性物質加速了變色，吸咐表面很難除去。
3、型材表面光澤差，表面積大，污染后難于“自潔”，也造成了老化變色作用。測定了一些塑窗型材，表面光澤度相差較大，有的塑窗型材（剛安裝）光澤度65%，也有的將近20%，這樣肯定造成污染、吸附、光化學反應等差異。
4、穩(wěn)定劑體系對光老化變色影響較大，鉛鹽用量過多，促進氧化變色，再加之過硫化物易污染，造成顏色變深，發(fā)灰至黑。
5、抗沖擊改性劑CPE的質量差異使光老化后變灰變暗，加重了PVC型材變色，一些廠家CPE的耐候性需要提高。而丙烯酸酯類改性劑耐候性好，紫外光老化變色較淺，與CPE相比較差距較大，在有條件的情況下盡可能的采用丙烯酸酯以確保耐老化性能。
6、關于Ti02的使用對白色型材非常重要，除了著色之外，主要是對紫外光有屏蔽作用，以防止PVC受光、熱、氧老化降解，目前PVC型材各企業(yè)都在使用金紅石型Ti02，但是由于產地不同，包覆的技術不同，因此耐候性也出現(xiàn)了差異。據了解，有些廠家為了降低成本使用Ti02量少，只把Ti02當作白色顏料，而忽略防老化屏蔽作用，所以在型材上表現(xiàn)出老化差異較大，應引起重視。
7、關于群青（多硫化鈉）的使用問題，有此企業(yè)為了達到“青白”效果，配方中使用了少量的群青，一般的群青能與穩(wěn)定劑鉛鹽起反應，生成黑色的硫化鉛，導致型材發(fā)灰。我的觀點不太提倡“青白”，如用戶需要，可以使用經穩(wěn)定處理的群青，以防影響變色。
8、關于加工藝問題，調查中發(fā)現(xiàn)某些塑窗的型材塑化不好，表面粗糙不平，根本不是塑化，而是混合料的“堆積”，談不上什么耐候性。
9、關于高填充問題，調查中發(fā)現(xiàn)，凡是高填充多數(shù)都出現(xiàn)“粉化”現(xiàn)象，新的塑窗光澤度也差。關于長期使用壽命問題，卻十分令人擔憂，而且變色非常嚴重，尤其是重質碳酸鈣。
我國的PVC塑料門窗近幾年來發(fā)展速度很快，不論是在節(jié)能還是在環(huán)保等方面都深受廣大用戶歡迎。因此，呼吁PVC型材生產廠家應本著對自己企業(yè)信譽負責，對行業(yè)負責，對用戶負責的精神，停止高填充，采用合理的方法降低成本。關于上述討論只是型材發(fā)展中的個別現(xiàn)象，但是不得不引起我們的重視。PVC型材發(fā)展到今天，我們不妨冷靜地回頭看看昨天，以更好的規(guī)劃明天。
