試驗項目與試驗規劃

基於本所材料實驗中心現有與塗料檢測相關之實驗設備，可執行塗料之分析 項目包括奈米性、接觸角、光澤度、色差、附著性等，劣化設備則包括鹽霧試驗

針對室外型奈米塗料之耐久耐候性實驗進行實驗規劃，藉由戶外曝曬與加速劣化 試驗探討各項劣化過程對奈米塗料性能之影響，並期望能整合試驗過程的各種經 驗，研擬奈米塗料奈米性、功能性及耐候性試驗之標準作業程序，做為本所材料 實驗中心實驗室認證之技術文件。

一、基材規劃

本研究以常見之建築材料做為塗料之基材，包括金屬材料(碳鋼)、水泥質材 料(水泥砂漿)及玻璃材料等，由於本研究並非以基材保護為重點，亦非探討基材 材質之變數，而係以塗料本身耐久耐候能力為探討目標，因此基材之選用將僅考 量其與塗料之匹配性。

1. 碳鋼基材：採用 A36 一般結構用碳鋼，試片尺寸為 150×70×3mm。

2. 水泥砂漿基材：考量鋼筋混凝土建築物大多以水泥砂漿抹平後才進行塗裝作 業，因此水泥質材料以水泥砂漿為代表，並將以市售調配好之水泥砂漿乾料 直接加水製作試片，試片尺寸為150×70×6mm。

3. 玻璃基材：採用一般清玻璃，試片尺寸為 150×70×3mm。

二、塗料規劃

由前節所尋獲標榜奈米塗料之產品中發現，其產品功能性多強調耐久耐候 性、防污自潔性、附著性、防水性、隔熱性、防霉、硬度等。本研究將選取3~5 種市售奈米塗料進行探討。另外，市面上亦有多種塗料產品具有上述之功能，因 此亦將選取1~2 種一般塗料進行比對，藉此可瞭解「奈米」技術或材料是否提升 塗料之功能性，亦可建立評估奈米塗料之指標。

三、劣化試驗規劃

我國 CNS 11607 中規定了許多塗膜硬固後的耐久耐候性試驗，包括耐鹽水 噴霧試驗、耐濕性試驗（50℃；RH＞95%）、耐乾與濕冷熱反覆性試驗、加速黃 色度試驗、評估塗膜牢固性質的粉化度試驗、探討塗膜光變性質的耐光性試驗、

第四章 奈米塗料耐久耐候性能試驗規劃

利用氙弧燈或碳弧燈照射的加速耐候性試驗、以及自然曝曬耐候性試驗等。其中 最常使用於評估塗膜耐久耐候性質的試驗方法為耐鹽水噴霧試驗、加速耐候性試 驗、及自然曝曬耐候性試驗。本研究亦由這三種劣化試驗過程進行塗料之耐久耐 候性能評估，試驗規劃如下：

1. 耐鹽水噴霧試驗：

(1) 目的：評估試片在受鹽水噴霧作用之劣化過程中，塗膜對基材之保護能 力，觀察試片表面有無發生銹污及塗膜膨脹、剝離等現象。

(2) 劣化期程：約 1000 小時。

2. 加速耐候性試驗：

(1) 目的：評估試片在模擬日光之氙弧燈光源照射及噴水霧之劣化過程中，塗 膜性質之變化，並與參比標準進行比對檢查。

(2) 劣化期程：約 2000 小時。

3. 戶外自然曝曬試驗：

(1) 目的：評估自然環境(包括日照、降雨、鹽分、溫度、溼度等)對塗膜之影 響。曝曬地點為台北景美及台南歸仁，曝曬期間，依一定時間間隔觀查塗 膜並進行檢測，紀錄塗膜變化及檢測結果。

(2) 劣化期程：10 個月以上。

四、評估項目規劃

本研究目的係利用加速劣化試驗及戶外曝曬試驗，探討奈米塗料塗模在經過 長期外在天候環境外力作用後，其原有之功能性產生多少變化，藉此瞭解功能性 奈米塗料之耐久耐候性能，並初步探討奈米塗料耐久耐候性能評估基準。目前國 內奈米標章針對塗料所訂定之驗證規範，包括奈米性、脫臭功能、抗污(防污)功 能、親水性、耐燃功能、附著性、硬度、耐刷洗性、鹵素含量、耐候性等，本案 依據本所材料實驗中心現階段可執行之檢測與驗證項目，針對其劣化前後之性能 指標進行探討，內容將包括：

1. 奈米性：利用微觀量測，評估奈米塗料是否為奈米技術產品，亦即塗料塗膜 表面結構任一維尺度需小於100nm。

2. 功能性：

(1) 防污自潔性：利用接觸角量測，評估塗料塗膜表面是否具有蓮花效應，能 藉由雨水將塗膜表面髒污帶走，達到自我潔淨效果。

(2) 親水性：利用紫外線照射及接觸角量測，檢驗塗料塗膜表面之親水化時 間，藉以評估其親水能力。

(3) 附著性：利用百格刀及感壓性膠帶，評估塗料塗膜自基材剝離之抵抗性。

(4) 硬度：利用已知硬度之鉛筆在塗膜上推動，評估塗料塗膜之硬度。

(5) 隔熱效能：利用白熾燈泡及熱耦線，量測試件正、背面之溫度，評估塗料 塗膜之隔熱效果。

(6) 老化：利用光澤度計、色差計等設備，量測比較劣化前後之差異，藉以評 估塗料塗膜之抗老化性能。

五、試片規劃

本案試片依據基材種類、塗料種類、劣化試驗等進行編號。試片編號之第一 位數字為基材種類，以 S 代表碳鋼試片，M 為水泥砂漿試片，G 為玻璃試片；

第二位數字為劣化試驗方法，以S 代表耐鹽水噴霧試驗，X 為加速耐候性試驗，

O 為戶外自然曝曬試驗；第三位數字為塗料種類，以 A、B、C…編碼；最後的 數字則為試片序號(數量)。表 4-1 依據評估項目需求，彙整統計本研究所需之試 片編號與數量。

第四章 奈米塗料耐久耐候性能試驗規劃