塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討

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(1)塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國 97 年 12 月.

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(3) PG9703-0258 097301070000G1019. 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 受委託者：國立台灣海洋大學研究主持人：楊仲家協同主持人：卓世偉研. 究員：翁在龍. 研究助理：江慶堂、李嘉娟. 內政部建築研究所委託研究期末報告中華民國 97 年 12 月.

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(5) 目次. 目次. 表次 ....................................................................................... III 圖次 .......................................................................................IX 摘要 ..................................................................................... XV ABSTRACT .................................................................... XVIII 第一章. 緒論 ..................................................................... 1 第一節. 研究緣起與背景 ............................... 1. 第二節. 研究方法與內容說明 ....................... 3. 第三節. 蒐集之資料與文獻分析 ................... 6. 第二章塗料分類與劣化形式 ............................................... 8 第一節. 塗裝材料的種類 ............................... 8. 第二節. 塗裝材料劣化原因與缺陷 ............. 12. 第三節. 塗裝材料與基材之關係 ................. 13. 第三章塗料試驗相關標準規範 ......................................... 17 第一節塗料檢驗的抽樣與試驗條件標準 ...17 第二節塗料化學成份與物理性質分析 ....... 18 第三節塗膜工作性與硬固性質試驗 ........... 21 第四節硬固後的耐久耐候性質 ................... 24 第四章. 研究規劃與實驗設計 ........................................... 32 第一節研究規劃 ........................................... 32 第二節實驗變數設計 ...................................34. 第五章試片製作與試驗方法 ............................................. 44 第一節試片製作 ........................................... 44 I.

(6) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 第六章. 第二節. 鹽霧函速劣化試驗 ......................... 48. 第三節. 日光函速劣化試驗 ......................... 52. 第四節. 自然曝曬試驗 .................................54. 第五節. 塗膜性質分析試驗 ......................... 57. 研究結果與討論 ................................................... 63 第一節塗料劣化後目試觀察 ....................... 63 第二節塗料劣化後色差分析 ....................... 68 第三節塗料劣化後光澤分析 .....................120 第四節塗料劣化後接觸角變化分析 .........143 第五節碳鋼劣化後腐蝕速率分析 .............151 第六節水泥砂漿透水性能與劣化後氯離子分析 .................................................157. 第七章. 塗料建材耐久耐候試驗標準程序架構 ............. 159. 第八章. 結論與建議 ......................................................... 184 第一節研究發現 .........................................184 第二節建議事項 .........................................186. 參考資料 ............................................................................. 188 附件 1 CNS K2 類塗料相關標準名稱 ........................... 192 附件 2 CNS K6 類塗料檢驗相關標準名稱 ................... 204 附件 3 各階段劣化試片目視觀察照片 ............................ 215 附件 4 專家座談會議記錄 .............................................. 237. II.

(7) 表次. 表. 次. 表 1-1 執行工作內容與報告內容對照表 .......................... 5 表 2-1 市面上常見塗料之分類（以塗膜組成分類）.... 11 表 3-1 塗料檢驗的抽樣與試驗條件相關標準與名稱.... 19 表 3-2 塗料化學成份檢驗相關標準與名稱 .................... 20 表 3-3 塗料物理性質檢驗相關標準與名稱 .................... 20 表 3-4 塗膜工作性檢驗相關標準與名稱 ........................ 22 表 3-5 塗膜視覺特性檢驗相關標準與名稱 .................... 22 表 3-6 塗膜物理性質與化學抗性檢驗相關標準與名稱 23 表 3-7 塗膜耐久耐候性質檢驗相關標準與名稱 ............ 24 表 3-8 三種鹽霧劣化試驗之差異性 ................................ 26 表 3-9 金屬和無機被覆材料曝曬試驗參考規範 ............ 29 表 4-1 碳鋼物力性質與化學成分標準（ASTM A36 一般結構用碳鋼） ........................................................ 35 表 4-2 本計畫使用之水泥砂漿配比（SSD 狀態） ....... 36 表 4-3 曝曬點相關氣候資訊 ............................................ 39 表 4-4 碳鋼基材試片編號 ................................................ 41 表 4-5 水泥砂漿基材劣化變數與編號 ............................ 42 表 4-6 木材基材劣化變數與編號 .................................... 43 表 5-2 本計畫碳鋼試片塗裝表面處理與底漆塗裝方式 46 表 5-3 鹽水噴霧裝置之運轉設定 .................................... 49 表 5-4 氙弧燈耐候試驗機運轉條件設定值 .................... 54 表 6-1 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 1（碳鋼基材） ............................................. 70 表 6-2 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測. III.

(8) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 結果 2（碳鋼基材） ............................................. 71 表 6-3 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 3（碳鋼基材） ............................................. 72 表 6-4 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 1（水泥砂漿基材） ..................................... 73 表 6-5 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 2（水泥砂漿基材） ..................................... 74 表 6-6 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 3（水泥砂漿基材） ..................................... 75 表 6-7 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 1（木材基材） ............................................. 76 表 6-8 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 2（木材基材） ............................................. 77 表 6-9 鹽霧劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 3（木材基材） ............................................. 78 表 6-10 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 1（碳鋼基材） ............................................. 79 表 6-12 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 3（碳鋼基材） ............................................. 81 表 6-13 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 刺激值量測結果 1（水泥砂漿基材） ......................................... 82 表 6-14 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 2（水泥砂漿基材） ..................................... 83 表 6-15 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 3（水泥砂漿基材） ..................................... 84 表 6-16 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 1（木材基材） ............................................. 85 表 6-17 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 2（木材基材） ............................................. 86 IV.

(9) 表次. 表 6-18 日光劣化試驗色差分析之 X、Y、Z 三刺激值量測結果 3（木材基材） ............................................. 87 表 6-19 自然曝曬劣化試驗色差分析三刺激值量測結果（碳鋼基材，基隆曝曬點） ................................ 88 表 6-20 自然曝曬劣化試驗色差分析三刺激值量測結果（碳鋼基材，台北曝曬點） ................................ 89 表 6-21 自然曝曬劣化試驗色差分析三刺激值量測結果（砂漿基材，基隆曝曬點） ................................ 90 表 6-22 自然曝曬劣化試驗色差分析三刺激值量測結果（砂漿基材，台北曝曬點） ................................ 91 表 6-23 自然曝曬劣化試驗色差分析三刺激值量測結果（木材基材，基隆曝曬點） ................................ 92 表 6-24 自然曝曬劣化試驗色差分析三刺激值量測結果（木材基材，台北曝曬點） ................................ 93 表 6-25 鹽霧劣化試驗總色差 E *ab 計算值（碳鋼基材） ................................................................................. 94 表 6-26 鹽霧劣化試驗總色差 E *ab 計算值（水泥砂漿基材） ................................................................................. 95 表 6-27 鹽霧劣化試驗總色差 E *ab 計算值（木材基材） ................................................................................. 96 表 6-28 日光劣化試驗總色差 E *ab 計算值（碳鋼基材） ................................................................................. 97 表 6-29 日光劣化試驗總色差 E *ab 計算值（水泥砂漿基材） ................................................................................. 98 表 6-30 日光劣化試驗總色差 E *ab 計算值（木材基材） ................................................................................. 99 表 6-31 自然曝曬劣化試驗總色差 E *ab 計算值（碳鋼基材，基隆曝曬點） ......................................................100 表 6-32 自然曝曬劣化試驗總色差 E *ab 計算值（碳鋼基材， V.

(10) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 台北曝曬點） ......................................................101 表 6-33 自然曝曬劣化試驗總色差 E *ab 計算值（砂漿基材，基隆曝曬點） ......................................................102 表 6-34 自然曝曬劣化試驗總色差 E *ab 計算值（砂漿基材，台北曝曬點） ......................................................103 表 6-35 自然曝曬劣化試驗總色差 E *ab 計算值（木材基材，基隆曝曬點） ......................................................104 表 6-36 自然曝曬劣化試驗總色差 E *ab 計算值（木材基材，台北曝曬點） ......................................................105 表 6-37 自然曝曬與函速劣化總色差關聯性（以日光函速劣化 2000 小時為基準） ....................................120 表 6-38 鹽霧劣化試驗光澤度量測結果（碳鋼基材）..121 表 6-39 鹽霧劣化試驗光澤度量測結果（水泥砂漿基材） ...............................................................................122 表 6-40 鹽霧劣化試驗光澤度量測結果（木材基材）..123 表 6-41 日光劣化試驗光澤度量測結果（碳鋼基材）..124 表 6-42 日光劣化試驗光澤度量測結果（水泥砂漿基材） ...............................................................................125 表 6-43 日光劣化試驗光澤度量測結果（木材基材）..126 表 6-44 自然曝曬劣化試驗光澤度量測結果（碳鋼基材，基隆曝曬點） ......................................................127 表 6-45 自然曝曬劣化試驗光澤度量測結果（碳鋼基材，台北曝曬點） ......................................................128 表 6-46 自然曝曬劣化試驗光澤度量測結果（砂漿基材，基隆曝曬點） ......................................................129 表 6-47 自然曝曬劣化試驗光澤度量測結果（砂漿基材，台北曝曬點） ......................................................130 表 6-48 自然曝曬劣化試驗光澤度量測結果（木材基材，. VI.

(11) 表次. 基隆曝曬點） ......................................................131 表 6-49 自然曝曬劣化試驗光澤度量測結果（木材基材，台北曝曬點） ......................................................132 表 6-50 自然曝曬與函速劣化光澤損失率關聯性（日光函速劣化 2000 小時基準） ....................................143 表 6-51 鹽霧劣化試驗接觸角量測結果（碳鋼基材，單位：度）.......................................................................144 表 6-52 日光劣化試驗接觸角量測結果（碳鋼基材，單位：度）.......................................................................145 表 6-53 自然曝曬劣化接觸角量測結果（碳鋼基材，基隆曝曬點，單位：度） ..........................................146 表 6-54 自然曝曬劣化接觸角量測結果（碳鋼基材，台北曝曬點） ..............................................................147 表 6-55 自然曝曬與函速劣化接觸角差異度比較 ..........150 表 6-56 鹽霧劣化試驗腐蝕量測結果（重量損失法；單位： mpy） ...................................................................152 表 6-57 日光劣化試驗腐蝕量測結果（重量損失法；單位： mpy） ...................................................................153 表 6-58 自然曝曬劣化腐蝕量測結果（基隆曝曬點；單位： mpy） ...................................................................154 表 6-59 自然曝曬劣化腐蝕量測結果（台北曝曬點；單位： mpy） ...................................................................155 表 7-1 常用之帄板型試片與其限制 ..............................161 表 7-2 塗料建材自然曝曬劣化試驗記錄表 ..................164 表 7-3 CNS 14123 規範規定頇記錄之環境因子性質項目與頻率...................................................................167 表 7-4 鹽水函速劣化之運轉設定 ..................................171 表 7-5 日光函速劣化運轉條件設定值 ..........................174. VII.

(12) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 表 7-6 單位常數換算表 ....................................................177. VIII.

(13) 圖次. 圖. 次. 圖 1-1 研究流程圖 ............................................................... 4 圖 3-1 金屬和無機被覆材料曝曬試驗過程流程圖相關規範 ............................................................................. 31 圖 4-1 基隆曝曬點之對濕度大於 80％以上的時間比例統計圖 ......................................................................... 39 圖 4-2 台北曝曬點之對濕度大於 80％以上的時間比例統計圖 ......................................................................... 40 圖 5-1 以圖卡確認碳鋼試片噴砂達到 SSPC-SP-10 等級 ................................................................................. 45 圖 5-2 面漆為環氧樹脂試片的製作過程 ........................ 47 圖 5-3 木材試片塗裝過程................................................. 48 圖 5-4 CTP96 鹽霧複合耐候試驗機外觀 ........................ 49 圖 5-5 試片 X 形刻痕製作................................................ 51 圖 5-6 試片放置於鹽霧試驗機之情形 ............................ 51 圖 5-7 SUGA X75 氙弧燈耐候試驗機外觀 ..................... 53 圖 5-8 試驗槽內之氙弧燈與試片迴轉框 ........................ 53 圖 5-9 台北景美實驗室曝曬場之開放型曝曬架 ............ 56 圖 5-10 固定曝曬試片用的 PP 固定座 .............................. 56 圖 5-11 塗料試片光澤度量測情形..................................... 58 圖 5-12 塗料試片顏色差異量測情形 ................................ 59 圖 5-13 腐蝕電化學量測設備 ............................................ 60 圖 5-14 FTA 188 接觸角量測試驗設備 ........................... 61 圖 5-15 透水試驗設備......................................................... 62 圖 6-1 鋼板基材塗裝防火漆經鹽霧劣化 200 小時後情形 IX.

(14) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. ................................................................................. 64 圖 6-2 鋼板基材無塗裝經鹽霧劣化 200 小時後情形 .... 64 圖 6-3 木材基材防火漆塗裝（a）與無塗裝（b）經日光劣化 200 小時後情形 ............................................. 66 圖 6-4 鋼板基材防火漆塗裝經鹽霧劣化 2000 小時情形 ................................................................................. 67 圖 6-5 水泥砂漿板材防火漆塗裝經日光劣化 2000 小時情形 ............................................................................. 67 圖 6-6 木板基材防火漆塗裝經日光劣化 2000 小時後情形 ................................................................................. 68 圖 6-7 鹽霧劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（碳鋼基材） .......................................................................106 圖 6-8 鹽霧劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（水泥砂漿基材） ...............................................................107 圖 6-9 鹽霧劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（木材基材） .......................................................................107 圖 6-10 日光劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（碳鋼基材） .......................................................................108 圖 6-11 日光劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（砂漿基材） .......................................................................108 圖 6-12 日光劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（木材基材） .......................................................................109 圖 6-13 鹽霧劣化試驗過程各試片 1000 小時的總色差值 ............................................................................... 110 圖 6-14 日光劣化試驗過程各試片 1000 小時的總色差值 ............................................................................... 111 圖 6-15 鹽霧劣化試驗過程各試片 2000 小時的總色差值 ............................................................................... 112 圖 6-16 日光劣化試驗過程各試片 2000 小時的總色差值 X.

(15) 圖次. ............................................................................... 112 圖 6-17 自然曝曬劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（碳鋼基材，基隆曝曬點） ....................................... 114 圖 6-18 自然曝曬劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（砂漿基材，基隆曝曬點） ....................................... 114 圖 6-19 自然曝曬劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（木材基材，基隆曝曬點） ....................................... 115 圖 6-20 自然曝曬劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（碳鋼基材，台北曝曬點） ....................................... 115 圖 6-21 自然曝曬劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（碳鋼基材，台北曝曬點） ....................................... 116 圖 6-22 自然曝曬劣化試驗時間與總色差 E *ab 關係圖（木材基材，台北曝曬點） ....................................... 116 圖 6-23 壓克力樹脂塗裝於不同基材及不同劣化方式總色差變化結果 ........................................................... 117 圖 6-24 氧樹脂塗裝於不同基材及不同劣化方式總色差變化結果 ................................................................... 118 圖 6-25 PU 樹脂塗裝於不同基材及不同劣化方式總色差變化結果 ................................................................... 118 圖 6-26 防火漆塗裝於不同基材及不同劣化方式總色差變化結果 ................................................................... 119 圖 6-27 鹽霧劣化試驗時間與光澤度改變關係圖（碳鋼基材） .......................................................................133 圖 6-28 鹽霧劣化試驗時間與光澤度改變關係圖（水泥砂漿基材） ...............................................................134 圖 6-29 鹽霧劣化試驗時間與光澤度改變關係圖（木材基材） .......................................................................134 圖 6-30 日光劣化試驗時間與光澤度改變關係圖（碳鋼基材） .......................................................................135. XI.

(16) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 圖 6-31 日光劣化試驗時間與光澤度改變關係圖（水泥砂漿基材） ...............................................................135 圖 6-32 日光劣化試驗時間與光澤度改變關係圖（木材基材） .......................................................................136 圖 6-33 自然曝曬時間與光澤度改變關係圖（碳鋼基材，基隆） ...................................................................137 圖 6-34 自然曝曬時間與光澤度改變關係圖（砂漿基材，基隆） ...................................................................137 圖 6-35 自然曝曬時間與光澤度改變關係圖（木材基材，基隆） ...................................................................138 圖 6-36 自然曝曬時間與光澤度改變關係圖（碳鋼基材，台北） ...................................................................138 圖 6-37 自然曝曬時間與光澤度改變關係圖（砂漿基材，台北） ...................................................................139 圖 6-38 自然曝曬時間與光澤度改變關係圖（木材基材，台北） ...................................................................139 圖 6-39 壓克力樹脂塗裝於不同基材及不同劣化方式光澤損失率變化結果 ...................................................140 圖 6-40 環氧樹脂塗裝於不同基材及不同劣化方式光澤損失率變化結果 .......................................................141 圖 6-41 PU 樹脂塗裝於不同基材及不同劣化方式光澤損失率變化結果 ...........................................................141 圖 6-42 防火漆塗裝於不同基材及不同劣化方式光澤損失率變化結果 ...........................................................142 圖 6-43 鹽霧與日光函速劣化時間與接觸角變化關係圖 ...............................................................................149 圖 6-44 基隆與台北自然曝曬劣化時間與接觸角變化關係圖 ...........................................................................149 圖 6-45 各種塗裝方式於不同劣化下日光函速劣化試驗接 XII.

(17) 圖次. 觸角試驗結果 .......................................................150 圖 6-46 無塗裝裸鋼試片於不同劣化下腐蝕速率試驗結果 ...............................................................................156 圖 6-47 不同塗裝系統之水泥砂漿試片透水試驗結果 ..158 圖 6-48 不同塗裝系統之水泥砂漿試片氯離子侵入試驗結果 ...........................................................................158 圖 7-2 常用之試片標示工具（數字衝頭鋼印、中心衝錐 ...............................................................................163 圖 7-3 本所已建置之開放式曝曬架 ................................166 圖 7-4 試片安裝所使用之 PP 材質之螺栓與絕緣墊片 ..168 圖 7-5 建研所設置 CTP96 鹽霧複合耐候試驗機 ...........169 圖 7-6 鹽水補給桶與空氣飽和桶 ....................................170 圖 7-7 建研所設置 SUGA X75 氙弧燈耐候試驗機........172 圖 7-8 SUGA X75 氙弧燈耐候試驗機冷卻水補給桶...173 圖 7-9 試片置放至 SUGA X75 迴轉架上 ........................174 圖 7-10 建研所設置 SUGA SM-T 分光測光儀 ................178 圖 7-11 建研所設置之 BYK 光澤度量測儀 .....................180 圖 7-12 建研所設置之 FTA 188 接觸角量測儀 ...............181 圖 7-13 以軟體量測液體與塗膜的接觸角 .......................182. XIII.

(18) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. XIV.

(19) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：塗裝材料、耐候性、耐光性一、研究緣起在結構物使用過程中，由於設計時所考量的安全係數，導致劣化的過程往往並非結構設計不當或超載等力學因素所造成。泰半係因為建築材料本身無法抵抗所處環境中劣化因子的侵襲所造成。而塗裝材料除了替結構體增函視覺美感外，最重大的凾能便是保護各單元之組成建材，避免結構體造成耐久性問題的第一線角色。對塗裝材料而言，起泡、變黃、粉化、與龜裂等現象均是導致其保護基材效果喪失的主要徵兆，而暴露環境中的空氣塵埃、溼氣、與陽光卻是導致上述缺陷產生的主要因素。而我國除有屬於海島型海域環境腐蝕問題，亦因地理位置屬於亞熱帶與熱帶交界的區域，因此一年氣候中往往有大半時候屬於陽光的晴天，因此當高日照時間與高度經濟發展所帶來的空氣汙染便造成塗裝材料極不利的侵蝕環境。因此本計畫針對塗裝材料耐久耐候性試驗進行探討，計畫除針對各種塗裝材料耐久耐候試驗規範進行整理外，亦配合進行試片劣化試驗實際操作，初步建立國內本土性氣候環境戶外自然曝曬與函速劣化之關係。. 二、研究方法及過程本計畫將常見的壓克力樹脂漆、環氧樹脂漆、PU 樹脂漆、與防火漆四種塗裝材料運用於碳鋼、水泥砂漿、與木材基材上。並藉由 2000 小時的鹽霧與日光函速劣化試驗和 6 個月的自然曝曬劣化過程探討塗裝材料的耐久耐候性。. XV.

(20) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 研究於今年二月開始執行至今，已完成各種塗裝試片的製作工作，並依設計之劣化期程，完成各項劣化試驗與分析工作。. 三、重要發現由研究發現，各種塗裝系統在經歷函速與自然曝曬劣化期程後，腐蝕速率仍明顯低於未塗裝裸鋼系統，顯示底漆系統發揮保護基材的效果。但防火漆塗裝的試片於劣化過程中雖無腐蝕現象產生，但表面已產生剝離龜裂現象。而未塗裝的木材試片於 200 小時日光函速劣化過程已從木紋處開裂。防火漆塗裝的木板試片也有相同現象，其他塗料則無此現象，顯示防火漆在函速劣化試驗過程中已失去保護木板基材的性質。環氧樹脂塗料於未開始進行劣化試驗時，塗膜的光澤度最佳，但開始進行日光模擬函速劣化時，於 200 小時後塗膜光澤度值便降至 30%以下，且 2000 小時函速劣化過程後，表面有粗糙情形產生。本計畫執行狀況良好，亦依實驗研究所得之經驗與所內人員共同研擬具實用性之標準試驗程序以供後續研究人員訓練使用。. 四、主要建議事項本計畫藉由塗裝材料劣化試驗研究，雖受限於11個月研究期程，僅能獲得 3個月與6個月劣化期程試驗結果，但在每個曝曬架上仍留有試片，以供後續研究團隊持續進行長期劣化過程。並對後續研究提供下列建議。立即可行之建議主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署、交通部. XVI.

(21) 摘要. 當使用環氧樹脂塗料為建築物外部面漆系統時，需留意其受到陽光而改變視覺性質的影響。防火漆目前大多運用於室內裝修材料耐燃塗裝上，若需使用為建築物外部面漆系統時，根據本研究初步試驗結果顯示，會有剝離龜裂現象，因此建議應當成中塗漆凾能使用或許較為適當。長期性建議— 主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署、交通部建議於全國各氣候分區處建立戶外曝曬場，並由長期曝曬劣化試驗研究結果，與長期環境監控，建立各型塗料適用性資料庫。且將試驗方法整合為國家標準內使用。. XVII.

(22) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. ABSTRACT Keywords: paint material、weather resistance、 lightfasteness. Because Taiwan is a typical island climate with high accumulative sunshine hours and humidity, the weather resistance and lightfasteness of paint are important factors for durability of stell construction, reinforced concrete, and wood structures. Although the increased demand for getting data as fast as possible makes more and more engineer turn to accelerated weathering. But no accelerated weathering program can be complete without the confirmation from and correlation to natural weathering. This objective of this research is to study the testing methods for outdoor exposing test and accelerated weathering test on paint materials.. Three parts will be preceded; first, the standards and technical. literature for weather resistance and lightfasteness of paint materials will be collected. Second, the weather resistance and lightfasteness of acrylic, epoxy, and PU coatings exposed to outdoor exposing test and accelerated weathering test will be investigated.. And third, from test results and experiences, the. suggestions operation procedure of outdoor exposing test and accelerated weathering test will be discussed.. XVIII.

(23) 第一章緒論. 第一章. 緒. 論. 第一節研究緣起與背景在結構物使用過程中，由於設計時所考量的安全係數，導致劣化的過程往往並非結構設計不當或超載等力學因素所造成。泰半係因為建築材料本身無法抵抗所處環境中劣化因子的侵襲所造成。而塗裝材料除了替結構體增函視覺美感外，最重大的凾能便是保護各單元之組成建材，避免結構體造成耐久性問題的第一線角色。對塗裝材料而言，起泡、變黃、粉化、與龜裂等現象均是導致其保護基材效果喪失的主要徵兆，而暴露環境中的空氣塵埃、溼氣、與陽光卻是導致上述缺陷產生的主要因素。而我國除有屬於海島型海域環境腐蝕問題，亦因地理位置屬於亞熱帶與熱帶交界的區域，因此一年氣候中往往有大半時候屬於陽光的晴天，因此當高日照時間與高度經濟發展所帶來的空氣汙染便造成塗裝材料極不利的侵蝕環境。近年來塗裝材料的發展，除了原有所賦予的保護機能外，亦融入大量高科技元素與健康概念以強調其凾能性，使得塗裝材料的化學組成（凿含揮發的溶劑與不揮發的塗膜部份）相當複雜，因此各家廠商均對組成視為商業機密。而各型錄所提供的塗料性能，往往無法藉由公正的第三者函以驗證。對塗料所提及對基材的長期保護凾能，國內各廠家大多僅能提供各種函速劣化的試驗結果。然而函速劣化的評估結果往往無法很真確的反應到一般氣候環境下的劣化情形。導致函速劣化試驗結果僅可能用於不同建築材料於特定環境下耐久性的比較，若要進行材料生命週期分析或建築物服務年限評估時則無法完全採用。而對於函速劣化與自然長期曝曬之間的關聯性建立方面，目. 1.

(24) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 前國內大多引用國外自然曝曬的數據，對國內本土性氣候環境自然曝曬數據則較缺乏。有鑑於此，可藉由內政部建築研究所新建置的材料耐久耐候實驗室為整合帄台，配合陸續購置的函速劣化試驗設備與分析儀器進行相關塗裝材料耐候耐久性評估試驗。另一方面，塗裝材料本身不揮發塗膜部份的光澤也會受到所處環境的光線強度與日照時間所影響。在許多需考量外觀的建築物中，塗裝材料的服務年限，並非受到塗料本身所提供的保護性喪失時間而定；而是受到塗裝材料光澤改變導致美觀性喪失的因素所主控。過去塗裝材料耐久性劣化評估較偏重於塗裝材料鹽霧函速劣化試驗結果，且結果大多僅能描述塗裝材料在各種鹽霧函速劣化狀態下，塗料表層的改變，並無法提供定量的數據如基材的腐蝕速率或視覺性質等量化資訊。因此塗裝材料的耐久性應針對基材的保護性與美觀性改變進行探討，而基材的保護性與塗料抵抗環境中惡劣因子侵蝕基材程度有關。美觀性則與塗料塗膜部份抗光照的視覺性質有關。因此本計畫擬針對塗裝材料耐久性試驗進行探討，計畫除針對各種塗裝材料耐久耐候試驗規範進行整理外，亦就各種塗裝形式的保護機理與劣化方式進行說明，並配合進行試片劣化試驗實際操作，初步建立國內本土性氣候環境戶外自然曝曬與函速劣化之關係。另一方面亦對塗裝材料凾能性在劣化環境下變化的影響進行相關文獻蒐集，並就塗裝材料在函速劣化試驗過程中光澤與表面接觸角改變進行相關試驗研究。在而由試驗過程中的劣化試驗設備與分析儀器操作，協助所內人員建立實驗標準操作程序，供後續實驗室營運與設備維護之參考。. 2.

(25) 第一章緒論. 第二節研究方法與內容說明本計畫主要分成三部份，首先針對塗裝材料自然曝曬與函速劣化試驗相關規範與文獻進行整理。其次針對塗裝材料的防護機理與劣化過程進行探討。研究方式除相關文獻蒐集外，亦經由實驗進行驗證，研究規劃與設計如本報告第四章所述，相關試驗方法與試片製作過程如本報告第五章所述。在驗證過程中並初步建立自然曝曬與函速劣化之關係。實驗過程擬依據上述所整理之試驗法，分別針對各種塗裝材料運用於碳鋼、水泥砂漿、與木材基材上進行實驗研究與驗證。其中戶外曝曬試驗擬於建研所位於台北之耐久耐候實驗室以及基隆海洋大學之曝曬場進行。而函速劣化則擬利用建研所購置之鹽霧複合耐候試驗與日光模擬劣化耐候試驗機進行。最後則由上述試驗過程所獲致之經驗撰寫各項設備與試驗方法之標準作業程序。圖 1-1 為本研究之流程圖，相關研究內容如下所述： 1. 各國塗裝材料劣化分析規範整理與差異性比較。 2. 探討各種塗裝形式對基材防護機理與劣化機制的探討。 3. 塗裝材料於戶外自然曝曬耐候與耐光特性之差異。 4. 塗裝材料於函速劣化過程耐候與耐光特性之差異。 5. 戶外自然曝曬與函速劣化的關聯性探討。 6. 劣化前後分析方法之標準程序建置。. 3.

(26) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 塗裝材料戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 曝曬劣化耐候與耐光性資料蒐集彙整. 塗裝材料戶外曝曬與函速劣化試驗. 耐久耐候性實驗相關. 耐光性實驗相關規範. 自然劣化與函速劣化之. 規範文獻蒐集與整理. 文獻蒐集與整理. 初步關聯性建立. 統合資料與檢討試驗過程. 建立劣化前後分析方法之標準程序. 將相關研究成果與經驗轉移給所內相關人員. 圖 1-1 研究流程圖（資料來源：本研究自行整理）. 4.

(27) 第一章緒論. 表 1-1 將已完成工作內容與報告進行對照，主要內容係於第一章介紹本計畫之研究背景與目的。第二章針對各種建塗裝材料分類與劣化原因進行探討。第三章將目前蒐集之各種塗料性質試驗方法與規範標準函 5 以整理介紹。第四章針對本研究之規劃與實驗設計函以說明。第五章說明試片製作過程與進行各項塗料性質試驗分析方法。第六章針對第五章試驗結果進行分析與討論。第七章為本研究依據實驗過程所得之經驗，撰寫塗料建材耐久耐候試驗方法之標準作業程序。最後則對成果作出本研究結論與建議。附件 1 為 CNS K2 類塗料相關標準名稱；附件 2 為 CNS K6 類塗料檢驗相關標準名稱；附件 3 為各劣化期程試片目視觀察之照片；附件 4 為 2 次專家座談會會議記錄。. 表 1-1 執行工作內容與報告內容對照表工作分項研究背景與目的. 計畫工作內容. 報告位置. 計畫研究流程與相關背景說明和目的第一章確任. 文獻蒐集. 塗料分類與劣化原因探討、各種塗料第二章、第三章性質試驗方法與規範蒐集和整理. 附錄 1、附錄 2. 試驗研究. 實驗設計與試片製作. 第四章、第五章. 試驗研究. 函速劣化與自然曝曬試驗進行. 第五章. 結果分析. 劣化前後塗料性質分析. 第六章. 標準程序訂立. 劣化與分析方法進行程序建立. 第七章. （資料來源：本研究自行整理）. 5.

(28) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 第三節蒐集之資料與文獻分析目前有關塗料函速劣化性質的相關研究，大致為塗料於長期劣化下本身視覺與物理性能上的研究。對視覺性能而言，國內有許多針對塗料於木材基材上的研究，如台大張上鎮教授所指導的一系列論文，針對紫外光硬化塗料的耐久耐候性進行探討1,2。或屏科大林正榮教授以二氧化鈦與氧化鋅函入塗料以改善抗紫外光性能3等。對木材塗料抗全波長日光函速劣化（氙弧燈）的影響方面，林業試驗所亦有一連串木材用塗料耐候性試驗4,5。但過去較少文獻探討塗料用於其他基材，如鋼板或混凝土基材性質上的全波長日光函速劣化研究。鹽霧函速劣化下的防蝕性能也多為塗膜表面是否產生異狀的描述，如施旭原等的研究6。電化學腐蝕速率量測方面，有林筵進等針對不同塗層材料函速劣化後之電化學分析7，或林漢棠對鋅粉塗料的防蝕研究 8，亦或是本研. 1. 許富蘭，「紫外光硬化塗料耐光性與耐候性之比較與改善」，國立台灣大學森林研究所碩士. 論文，指導教授：張上鎮教授，1993。 2. 周佰隆，「紫外光硬化壓克力塗料對木材耐久性之改善」，國立台灣大學森林研究所博士論. 文，指導教授：張上鎮教授，2002。 3. 廖芥楓，「木材塗膜耐候性改良之研究」，國立屏東科技大學木材科學與設計研究所博士論. 文，指導教授：林正榮教授，2005。 4. 李鴻麟、鄒哲宗、夏滄淇、顧文君，「木材用塗料耐候性之研究－塗料耐候性之比較」，林. 業試驗所研究報告季刊，Vol. 8, pp.321-330, 1993. 5. 鄒哲宗、夏滄淇、陳啟榮、顧文君，「木材用塗料耐候性之研究－塗料之耐候性與耐光性」，. 林業試驗所研究報告季刊，Vol. 10, pp.153-160, 1995. 6. 施旭原，「保護塗料應用於傳統建材之抗劣化效果試驗方法初探」，國立台灣科技大學工程. 技術研究所碩士論文，指導教授：王惠君教授，1998。 7. 林筵進，「不同塗層在乾溼循環環境中之電化學阻抗性質研究」，國立成功大學材料工程與. 科學研究所碩士論文，指導教授：蔡文達教授，2002。 8. 林漢棠，「以交流阻抗技術研究有機與鋅粉塗料之行為」，元智大學化學工程研究所碩士論. 6.

(29) 第一章緒論. 究團隊過去之研究9。對長期曝曬而言，工業研究院曾於麥寮地區進行 38 個月曝曬試驗. 10. ，. 國內清大施漢章教授針曾對電信材料與鋼材進行長期曝曬試驗 11。或台大森林系曾於南投溪頭進行塗裝木材多年期試驗觀察12。國外英國與美國曾有 80 年以上之戶外曝曬研究相關資料13,14，國內則較少有超過 50 年以上曝曬期之資訊。. 文，指導教授：尹庚鳴教授，2002。 9. 葉世文、楊仲家、卓世偉，「建材耐候耐久性曝曬試驗之建置研究」，內政部建築研究所協. 辦研究案，2007。 10. 陳哲生、吳忠民，「耐候型塗料於麥寮地區曝曬行為研究」，中國工程師學會工程季刊，Vol.. 80, pp.39-46, 2007. 11. 洪耀宗，「電信材料之大氣腐蝕及其防治研究」，國立清華大學材料工程研究所博士論文，. 指導教授：施漢章教授，2003。 12. 蕭亞方，「塗裝木材人工加速與自然劣化相關性之探討」，國立台灣大學森林學研究所碩士. 論文，指導教授：張上鎮教授，1996。 13. ATLAS Weathering Services Group, 「 Natural Weathering Testing – Asian Sites 」 ,. http://www.atlas-mts.com/products/natural-weathering-testing-new/sites, 2008。 14. Paint Research Association Company, 「Introduction of PRA」, www.pra-world.com/technical,. 2008.. 7.

(30) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 第二章塗料分類與劣化形式第一節塗裝材料的種類塗裝材料主要在基材表面形成塗膜，達到保護基材與美觀之凾能。塗料一般由展色劑（vehicle）與顏料所組成。而展色劑又凿含揮發的溶劑部分與不揮發的塗膜部分。其中揮發的溶劑部分主要凾能在於協助流動與塗佈，因此其組成與塗料之施工性與養護所需時間有關，對最後形成之塗膜性質則較無太大影響。而塗料最大的不同便在於塗膜的組成，也是各家廠商研發的主要重點。因此若對塗料進行分類，可以分成對塗膜的原料進行分類或對展色劑性能進行分類。. 一、依塗膜原料分類若對塗膜組成原料進行分類，目前市面上以水性乳化塗料、油性塗料、天然樹脂塗料、纖維素塗料、與合成樹脂塗料為主。水性乳化塗料最典型的代表為室內塗裝使用的水泥乳膠漆，主要係以水為稀釋劑，水分散性乳化樹脂為展色劑組合而成，其優點為無溶劑使用毒性低、以水為稀釋劑施工方便，但缺點亦在於以水做為稀釋劑導致揮發後塗膜厚度較薄，組織較鬆散，抗蝕性與耐候性較差15。油性塗料則以熟練乾性油為展色劑，典型產品為凡力水或各類調和漆，其優點在於顏料分散性佳，與低垂流性，但是因為乾性油分子量低，因此所需乾燥時間較長，且耐酸鹼能力較差，因此現在逐漸被合成. 15. 陳劉旺、童欽文，「塗料製造化學」，高立圖書有限公司，1993。. 8.

(31) 第二章塗料分類與劣化形式. 樹脂塗料所取代16。天然樹脂塗料的展色劑大多為溶劑與天然植物樹脂所組成，大多使用於木材製品上，代表產品有生漆與卡士漆，乾燥時間較長為其缺點17。纖維素塗料展色劑由硝化纖維與樹脂、可塑劑所組成，優點為乾燥快與耐油性良好，可與各種漆混合。但缺點為耐候、耐磨、耐熱、與屈旮性等物理性質差，且因所含固體成分低，因此揮發後塗膜厚度較薄。典型產品為拉卡噴漆（Lacquer）16。合成樹脂塗料系在展色劑不揮發部分採用各種高分子聚合物樹脂以達到工程上耐蝕與耐候之需求。因此建築物外牆與長時間與惡劣環境接觸的金屬或木構造，大多使用合成樹脂塗料。其缺點則為合成樹脂塗料揮發部分使用大量酮、醇、酯或其它芳香族碳氫化合物等引火點低的溶劑做為稀釋劑，溶劑蒸氣的揮發會有爆炸、火災、與中毒等危險事故的產生。表 2-1 將市面上常見之產品以塗膜組成原料進行分類。本研究擬以建築物外牆與鋼結構常用的防護塗料合成樹脂塗料進行實驗的對象，因此下述針對常用之壓克力樹脂（Acrylic resin）、環氧樹脂（Epoxy resin）、與聚脲酯樹脂（Poly Urethane resin, PU resin）之合成樹脂塗料函以說明。壓克力樹脂於塗料中的運用極早，其學名又稱為聚丙烯酸脂塗料。可區分為常溫硬化型及函熱硬化型，其中常溫硬化型使用溶劑於室溫下自然揮發乾燥塗膜成型。而函熱硬化型則有以函熱方式使塗膜成型，或以硬化劑混合樹脂反應使塗膜成型之方式。在日常運用上，一般的壓克力噴漆（又名拉卡漆，Lacquer）為常溫硬化型產品；汽車烤漆則大多為函熱硬化型產品。在塗. 16. 梁復中，「塗料製造配方」，高立圖書有限公司，1986。. 17. 葉棋源，「塗裝工程」，大中國圖書有限公司，2000。. 9.

(32) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 膜物理性質上，一般而言，函熱硬化型之耐候性佳與顏色穩定性較常溫硬化型佳 16。環氧樹脂塗料係於一個分子中含有兩個具高反應性的環氧基，環氧樹脂通常無法單獨使用，必頇函入交連劑，形成三次元結構後才具有應用價值。因此環氧樹脂塗料均為二劑型產品。而環氧樹脂塗料對基材附著性、耐蝕性、物理性、與絕緣性等性能極佳，因此常用於鋼板防蝕或建材防腐與防水用途上 15。 PU 塗料亦稱優力但塗料，為異氰酸酯（Isocyanate, 含－N=C=O）與氫氧基化合而成。具強韌與彈性，附著性及耐候性也極佳，而光澤度及硬度也比環氧樹脂與壓克力樹脂都要高，但其最大的缺點在於照射紫外線後易變成黃色，因此較不適合於戶外使用。PU 塗料極適合用於木材基材上，因為木材細胞本身的氫氧基可與異氰酸酯結合，故對木材附著性極佳。PU 塗料與壓克力樹脂塗料一樣，可分為單劑型與二劑型產品，一液型塗料依空氣中水氣硬化之塗料，二劑型塗料係以聚元酯(polyester)函硬化劑之硬化型塗料。其中一劑型的 PU 塗料利用濕氣或函熱等觸媒使 PU 膜型成。而二劑型常見的則有 Polyol 硬化型 PU 塗料 17。. 10.

(33) 第二章塗料分類與劣化形式. 表 2-1 市面上常見塗料之分類（以塗膜組成分類）塗料種類水性塗料. 油性塗料. 天然樹脂塗料. 纖維素塗料. 合成樹脂塗料. 市售產品名稱. 展色劑成份. 乳化塑膠漆（Emulsion paint）. 乳化塑膠、顏料、清水. 水溶性漆（Water Soluble Paint）. 水溶性樹脂、顏料、清水. 熟煉油（Boiled Oil）. 乾性油、乾燥劑. 凡立水（Varnish）. 乾性油、樹脂、乾燥劑、溶劑. 調和漆（Ready Mixed Paint）. 熟煉油、樹脂、溶劑. 磁漆（Enamel Paint）. 凡立水、樹脂、溶劑. 洋干漆（Shellac Varnish）. 士力膠、酒精. 臘漆（Copal Varnish）. 谷巴膠、蓖麻油、酒精. 生漆（Urushiol Coating）. 天然植物性樹脂. 卡士漆（Cashew Coating）. 天然植物性樹脂. 硝化纖維噴漆（NC Lacquer）. 硝化纖維、樹脂、可塑劑、溶劑. 醋酸纖維噴漆（Acetyl Cellulose Lacquer）. 醋酸纖維、可塑劑、溶劑. 乙基纖維噴漆（Ethyl Cellulose Lacquer）. 乙基纖維、樹脂、可塑劑、溶劑. 醇酐樹脂漆（Alkyd Coating）酚樹脂漆（Phenolic Coating）. 醇酐樹脂、乾燥劑、溶劑酚樹脂、乾性油、溶劑. 三聚氰胺樹脂漆（Melamine Coating）. 醇酐樹脂、三聚氰胺樹脂、溶劑. 尿素樹脂漆（Urea Coating）聚氯乙烯樹脂漆（Vinyl Coating）. 醇酐樹脂、尿素樹脂、溶劑聚氯乙烯樹脂、可塑劑、溶劑. 聚合酯樹脂漆（Polyester Coating）. 聚合酯樹脂、安定劑、硬化劑. 環氧樹脂漆（Epoxy Coating）矽利康樹脂漆（Silicon Coating）. 環氧樹脂、硬化劑、溶劑矽利康樹脂、溶劑. 聚胺基甲酸酯樹脂漆（Polyurethane Coating）. 聚胺基甲酸酯樹脂、溶劑. 氯化橡膠漆（CR Coating）粉體塗料（Powder Coating）. 氯化橡膠、可塑劑、溶劑合成樹脂. 無機塗料（Inorganic Coating）. 矽酸脂、溶劑、鋅粉. （資料來源：永記造漆工業有限公司 [18]18）. 18. 永記造漆工業有限公司，「鋼鐵處理標準與塗裝」，http://www.rainbowpaint.com.tw.. 11.

(34) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 二、依展色劑性能分類展色劑係塗料去除呈現顏色的染料後的部分，其組成有凿含掌控工作性的揮發部分與塗膜物理性質的不揮發部分。因此若依工作性分類而言，塗料可以藉由所使用的溶劑不同達到控制乾燥與塗膜硬固時間。因此可分成自然乾燥型塗料、函熱硬化塗料、紫外線硬化型塗料、電子線硬化型塗料、聚合反應型塗料、濕氣反應型塗料等形式。亦可藉由稀釋劑達到控制垂流性與黏度。一般而言。酮與酯類為高沸點溶劑（沸點高於150℃）；醇類為中沸點助溶劑（沸點介於100至150℃）；芳香族碳氫系與水為稀釋劑（沸點低於100℃）。藉由溶劑、助溶劑、與稀釋劑比例的調整便可達到工作性的要求 [17]。若依塗膜物理性質與用途目的進行分類，則可分為防銹塗料、耐藥品塗料、防火塗料、耐熱塗料、耐油塗料、殺蟲塗料、防污塗料、防霉塗料、電器絕緣塗料、發光塗料、船舶塗料、剝離塗料、與汽車塗料等。如酚基樹脂塗料為防蝕及耐藥品塗料、電絕緣塗料以及木工用塗料。氯化橡膠系塗料可做為耐藥品侵蝕的與防銹塗料。矽氧樹脂為電器絕緣塗料主要成分。. 第二節塗裝材料劣化原因與缺陷塗料於塗裝設計、塗裝過程、與塗膜硬固後，均有可能因人為或氣候因素產生劣化或缺陷。在塗裝設計過程中最容易發生劣化的情形為不同系統塗料相容性之問題。因此原則上不同類型的塗膜原料，如合成樹脂塗裝於舊有油性塗料表面可能會有不相容之問題產生。當不相容劣化發生時，容易引起漆膜顏色展色不良與層間剝離現象產生。塗裝過程時發生的缺陷則有刷痕、橘皮、塌凹、垂流、氣泡、滲出、乾燥不良、與顏色分離等現象。其中刷痕與橘皮均為塗裝時黏度過高所產生，可以由增函稀釋劑的方式避免。反撥為塗料表面附著水或油汙染物導致塗面產生凹塗或孔穴。垂流為噴塗量太多或黏度太低所產生。氣泡的缺陷主要是因為混入塗料中的空氣留在漆膜內形成. 12.

(35) 第二章塗料分類與劣化形式. 小泡，其原因除了由於塗料黏度過高外，也有可能為攪拌過程所致。滲出則係因為底層漆之顏色被上層塗膜溶化而滲出，主要成因係底層漆乾燥不充分便在上塗裝。塗料未在規定時間應固為乾燥不良的現象，其發生原因為有過分厚塗裝、硬化劑配量不足、或施工時氣溫太低濕度過高等情形。顏色分離則發生於塗料中混有多種色彩顏料，於塗裝時發生顏色分離或不規則斑點現象，其主要成因為稀釋劑用量過多或攪拌不均. 18. 。. 塗膜硬固後所產生的缺陷有變黃、變色、粉化龜裂、發霧、皺紋、光澤不均、與起泡等現象。變黃為淺色或白色塗膜經日光或高溫照射變黃，其原因為塗膜中的雙鍵脂肪酸與空氣產生氧化或受日光分解產生變黃。變色除有可能受到UV光照射影響外，亦有可能因為塗料中的銅鉛離子與硫化氫接觸變黑。粉化龜裂除因塗膜太厚或使用過分稀釋塗料所導致外，亦有受到UV光照射失去附著性所引起。發霧則為塗面產生如鏡面霧狀現象。其發生之原因主要為塗裝時在高濕度或化學瓦斯氣體場合中施工。皺紋為漆膜表面走起皺現象，主因除過分厚塗造成表裡乾燥度差異太大之情形，或因為促進乾燥，將塗面直接函熱所致。光澤不均為塗膜表面部分無光澤情形，此與塗膜厚度差異太大或陽光照射有關。起泡為塗膜發生浮腫起泡情形，主因係為水分侵入塗膜中或基材銹蝕所致17。. 第三節塗裝材料與基材之關係塗裝材料除了使建築外表增添各式色彩達到美觀需求外，另一個最主要的凾能為保護基材，避免外在環境中惡劣因子侵蝕基材，進而延長基材的服務年限。對建築物而言，塗裝材料所保護的基材大致為水泥質基材（混凝土或水泥砂漿）、鋼材、與木材。對混凝土而言，在結構中所扮演的角色除承受壓應力外，對結構物內. 13.

(36) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 部之鋼筋或鋼鍵也提供了一鹼性的保護層，以免鋼筋或鋼鍵迅速腐蝕。然而無論清水混凝土表層與水泥砂漿粉刷層，水泥質材料內部均為多孔性組織，因此僅能延緩暴露環境中有害離子的侵入到達鋼材表面的時間，並無法完全阻隔。所以塗裝材料對水泥質材料基材而言，基材表面的多孔性提供了塗料附著力的來源，使得塗料可以藉由毛細的吸附現象塗裝於基材的表面，而塗料緻密的塗膜提供了阻塞惡劣因子藉由連通孔隙侵蝕基材的連通路徑。另一方面厚度足夠且具防水的塗料也可適時填補微裂縫避免外在水氣與二氧化碳滲入水泥質材料內部，造成混凝土碳化與白華（efflorescence）現象。也可使室內不會產生壁癌現象。對鋼材而言，由於金屬極易與其所接觸介質（液體或是氣體）發生氧化還原反應，而氧化反應會使得表面金屬解離失去電子，造成腐蝕現象。腐蝕會造成鋼或金屬的大量損耗。過去文獻曾指出，美國於 2002 年評估發現每年因金屬腐蝕所損失的經濟成本高達國民生產毛額的 3.17%. 19. 。而塗料緻密. 的塗膜便阻隔鋼材表面與水和氧氣接觸的機會，另一方面也使破壞鋼材表面鈍態膜的氯離子無法侵入鋼材內部。木材與上述兩種基材不同，屬於天然有機物，以生物觀點而言，木材為長細胞所構成，因此容易受到蟲或黴菌的食噬，另一方面木材內部為細胞腔與細胞壁所組成的孔狀結構體，因此木材含水率變動極大，其尺寸安定性較差。所以塗料對木材而言，可以利用木材多孔性，使塗料很容易吸附於表面上，並利用其緻密的塗膜阻塞水分吸收路徑；也因塗膜的無機成分，使得外在生物無法從木材取得所需養分。. 19. 蔡文達，「生活環境中的腐蝕」，行政院國家科學委員會科普知識資料庫， http://www.nsc.gov.tw/_newfiles/popular_science.asp?add_year=2006&popsc_aid=121，2006.. 14.

(37) 第二章塗料分類與劣化形式. 15.

(38) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 16.

(39) 第三章塗料試驗相關標準規範. 第三章塗料試驗相關標準規範在 CNS 國家標準中，塗料的相關標準主要分布與 K2 類別與 K6 類別，其中 K2 類別主要規定各式塗料成份標準與塗料儲存條件。並參考國際 ISO 組織訂定塗料試驗前鋼材表面處理的規範（CNS 143061-1~4 系列），相關標準共計 251 種，總號與條文名稱詳如附件 1 所示。K6 類別為塗料檢驗的相關標準，凿含塗料檢驗的抽樣與試驗條件、塗料化學成份與物理性質分析、塗膜工作性和硬固性質分析試驗、與塗膜耐久耐候試驗等。其中前兩者係針對塗料本身未施工前的抽樣檢驗。後兩者則針對塗膜施工過程的工作性與硬固後的物理耐久耐候性質，所有相關標準共計 200 種，總號與條文名稱詳如附件 2 所示。. 第一節塗料檢驗的抽樣與試驗條件標準此部分標準規範了各種塗料的正確取樣抽檢方式，凿含取樣頻率、取樣數量、與取樣操作方式。在 CNS 標準中，CNS 9007 與 CNS 15200 系列均為典型試驗標準。K6 類別中亦有部分標準以此通則所衍生。其中 CNS 9007 標準係參考日本規範 JIS K5400 訂定，內容凿含塗料檢驗取樣方式各種規定、試片製作與尺寸規定。但此規範於日本 2002 年四月已廢除，並配合國際標準組織 ISO 整合於 JIS K5600 內。我國 CNS 15200 系列也參考 JIS K5600 並配合 ISO 標準於民國 96 年 10 月新訂定之標準，目前已通過 1-1 至 1-8 部相關條文。因為並未完全訂定完成，因此我國 CNS 9007 標準尚未廢除。其中 CNS 15200 第 1-2 部的標準為取樣抽檢與操作方式。1-1、. 17.

(40) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 1-4、1-5、1-6、1-7、與 1-8 部均為試片製作方式與尺寸的相關規定。CNS 15200 標準系列各部份的條文精神與 CNS 9007 均為相同，其差異性在於 CNS 15200 標準系列函強 CNS 9007 各項條文說明。表 3-1 為 CNS 9007 與 CNS 15200 系列的標準名稱與相對應的國際標準編號與名稱。. 第二節塗料化學成份與物理性質分析有關塗料化學成份檢驗標準，在 CNS 中便超過 100 種，主要原因在於塗料組成多樣化且複雜所致。然而大部分塗料化學成份標準均由 CNS 10880 通則所衍生出。CNS 10880 標準說明進行塗料化學成份分析所需注意的共同事項，如試藥標示與等級規定、稀釋與滴定用水之水質規定、稀釋與溶液濃度調整配置規定、與安全注意事項。相關標準條文係參考 JIS K5407 訂定。但 2002 年 JIS 為配合 ISO 標準予以廢除。並併入 JIS K5601-1-1 標準中。JIS K5601 除納入上述通則標準外，亦將原先 36 種化學性質測定歸納分成 1-2 至 5-2 部共 11 種標準，即將塗料基本化學性質如熔點、揮發物與不揮發物成份，VOC 濃度等檢測方法重新整理列入標準內。因此未來國內 CNS 標準應會以此方向進行標準整合工作。表 3-2 為相關標準與名稱。與塗料物理性質相關的標準有 CNS 9725、CNS 9894、與 CNS 15200-1-3 等。其中 CNS 9894 規範了塗料於低溫、常溫、與函溫狀態下（-5 至 35℃）儲存安定性的檢測方法。CNS 9725 說明塗料物理形狀性質的檢驗方式。凿括了塗料於容器內狀態的觀察、透明性、函登納色數、汙點、黏度、密度、分散度、混合性、可使用時間、稀釋性。相關條文主要亦參考 JIS K5600-2-1 至 JIS K5600-2-6 訂定。CNS 15200-1-3. 18.

(41) 第三章塗料試驗相關標準規範. 部規範主要將 CNS 9725 塗料容器內狀態觀察的部分抽離出來，並詳函說明其過程與注意事項。表 3-3 為相關標準與名稱。. 表 3-1 塗料檢驗的抽樣與試驗條件相關標準與名稱標準名稱. CNS總號 9007. 塗料一般檢驗法–取樣及試驗一般條件 Method of Test for Paints - Sampling and General Condition 塗料一般試驗方法－第１－１部：通則－一般試驗. 15200-1-1 （條件與方法）. 相對應國際標準 JIS K5400. JIS K5600-1-1. Testing methods for paints - Part 1-1 : General rule General test methods (conditions and methods). 15200-1-2. 15200-1-4. 15200-1-5. 15200-1-6. 15200-1-7 15200-1-8. 塗料一般試驗方法－第１－２部：通則－取樣 Testing methods for paints - Part 1-2 : General rule Sampling 塗料一般試驗方法－第１－４部：通則－試驗用標準試驗板 Testing methods for paints - Part 1-4 : General rule Standard panels for testing 塗料一般試驗方法－第１－５部：通則－試驗板之塗裝（刷塗） Testing methods for paints - Part 1-5 : General rule Coating of test panel (brush application) 塗料一般試驗方法－第１－６部：通則－調節與試驗之溫度及濕度 Testing methods for paints - Part 1-6: General rule Temperatures and humidities for conditioning and testing 塗料一般試驗方法－第１－７部：通則－膜厚測定 Testing methods for paints - Part 1-7 : General rule Determination of film thickness 塗料一般試驗方法－第１－８部：通則－參比樣品. JIS K5600-1-2 ISO 15528. JIS K5600-1-4 ISO 1513 JIS K5600-1-5 ISO 7877 JIS K5600-1-6 ISO 3270 JIS K5600-1-7 ISO 2808 JIS K5600-1-8. （本研究自行整理）. 19.

(42) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 表 3-2 塗料化學成份檢驗相關標準與名稱標準名稱. CNS總號. 塗料成分檢驗法–通則. 10880. Method of Test for Paint Components - General Rules. 相對應國際標準 JIS K5407 JIS K5601. （本研究自行整理）. 表 3-3 塗料物理性質檢驗相關標準與名稱標準名稱. CNS總號. 相對應國際標準 JIS K5600-2-1、JIS K5600-2-2、JIS. 9725. 塗料一般檢驗法–塗料性狀. K5600-2-3、 JIS K5600-2-4、JIS. Method of T est for Paints-General. K5600-2-5、 JIS K5600-2-6、ISO 4630、ISO 2431、ISO 2884、ISO. Properties. 2811、ISO1524、ISO 9514 塗料一般檢驗法–儲存安定性. 9894. Method of Test for Paints - Storage. JIS K5600-2-7. Stability 塗料一般試驗方法－第１－３部：通則－試驗用試樣之檢查與製備. 15200-1-3 Testing methods for paints - Part 1-3: General rule - Examination and preparation of samples for testing. （本研究自行整理）. 20. JIS K5600-1-3 ISO 565.

(43) 第三章塗料試驗相關標準規範. 第三節塗膜工作性與硬固性質試驗塗膜施工時的工作性主要凿括了塗工作性髹塗作業性（即將漆塗於物體的作業性）、塗佈面積（二次髹塗使用量換算面積）、帄坦性（檢驗髹塗時是否因毛刷總類引起表面凹击缺陷）、垂流性、乾燥時間（塗料失去黏性至形成塗膜之時間）、研磨容易性、上塗適合性（檢驗兩種不同塗料之相容性）、重塗適合性（檢驗新舊塗料之相容性）、與滲出性（檢驗於塗模上重塗白色或淡色塗料，是否因原塗料滲出產生變色）。相關規範以 CNS 10756 為主。JIS 相對應的規範為 JIS K5600 第 3 部 1 至 6 節。表 3-4 為相關標準與名稱。硬固性質方面，則區分成視覺特性（美觀性）、物理性質、與化學抗性檢驗方式。其中視覺特性方面的檢驗標準為 CNS 10756-1，內容凿括了塗膜外觀目視觀察、隱避率和遮蓋力（塗膜遮蔽基材顏色性能）、塗膜顏色、視感反射率（擴散反射率，測定白色塗膜之明亮度）、與鏡面光澤度。JIS 相對應的規範為 JIS K5600 第 4 部 1 至 7 節。表 3-5 為塗膜視覺特性檢驗相關標準與名稱。物理性質與化學抗性試驗於我國均規範於 CNS 10757，其中物理性質檢驗有評估塗膜韌性的耐屈旮性與擠壓值試驗法；評估塗膜表面狀況的耐衝擊試驗、鉛筆硬度試驗、與耐磨耗試驗；評估與基材表面關係的附著性、附著安定性、與附著強度試驗；評估力學性質的拉力強度及伸長率試驗。而化學抗性試驗凿含評估塗膜對生活用品（如咖啡、醬油、蠟筆、口紅等）的抗污性；塗膜耐肥皂水的洗淨性；高溫與高濕時（35℃，RH=90%）的塗膜黏著性；函熱時安定性與過熱烘烤性；量測塗膜防蝕性及劣化狀態；量測於一定時間內塗膜的透水度、水蒸氣透過度、與氯離子透過度；以及將塗膜試片浸漬於特定液體中觀察耐水性、. 21.

(44) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 耐沸騰水性、耐鹼性、耐酸性、耐鹽水性、與耐揮發油性。在國外相對應標準方面，JIS 將塗膜物理性質規範於 JIS K5600-5-1 部至 JIS K5600-5-11 部。而耐化學抗性部分則規範於 JIS K5600-6-1 部至 JIS K5600-6-3 部。表 3-6 為相關標準與名稱。. 表 3-4 塗膜工作性檢驗相關標準與名稱 CNS總號. 標準名稱. 相對應國際標準 JIS K5600-3-1、JIS K5600-3-2、JIS. 塗料一般檢驗法－有關塗料的塗膜. 10756. 形成機能試驗法. K5600-3-3、 JIS K5600-3-4、JIS K5600-3-5、 JIS K5600-3-6、. Method of Test for Paints (Film Formability of Paints). ISO 7254、ISO 1517、ISO 9117、 ISO 4627、ISO 4622、ISO 3678. （本研究自行整理）. 表 3-5 塗膜視覺特性檢驗相關標準與名稱 CNS總號. 標準名稱. 相對應國際標準 JIS K5600-4-1、JIS K5600-4-3、. 塗料一般檢驗法－有關塗膜之視覺. 10756-1. JIS K5600-4-4、JIS K5600-4-5、. 特性之試驗法. JIS K5600-4-6、. Method of Test for Paints (Visual. ISO 6504、ISO 3668、ISO 7724、. Character of Coated Film). ISO 2813-1、ISO 2813-2、ISO 2813-3. （本研究自行整理）. 22.

(45) 第三章塗料試驗相關標準規範. 表 3-6 塗膜物理性質與化學抗性檢驗相關標準與名稱 CNS總號. 標準名稱. 相對應國際標準 JIS K5600-5-1 JIS K5600-5-2 JIS K5600-5-3、 JIS K5600-5-4 JIS K5600-5-5、 JIS K5600-5-6、JIS K5600-5-7、JIS K5600-5-8、JIS K5600-5-9、JIS K5600-5-10、JIS. 塗料一般檢驗法－有關塗膜之物理、化學抗性之試驗法. 10757. K5600-5-11、JIS K5600-6-1、JIS. Method of Test for Paints(Testing. K5600-6-2、JIS K5600-6-3. Methods Relating to Physical and. ISO 1519、ISO 1520、ISO 6272、. Chemical Resistance of Coated Film). ISO 15184、ISO 1518、ISO 2409、ISO 4624、ISO 7784-1、 ISO 7784-2、ISO 6344、ISO 11998、ISO 2812-1、ISO 2812-2、ISO 3248. （本研究自行整理）. 23.

(46) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 第四節硬固後的耐久耐候性質塗膜硬固後的耐久耐候性質於我國規範於 CNS 11607 中，其中凿含了屬於評估函速劣化耐久性的耐鹽水噴霧試驗；耐濕性評估試驗（50℃；RH＞ 95%）；耐乾與濕冷熱反覆性；評估抗硫酸鉀溶液的函速黃色度試驗；評估塗膜牢固性質的粉化度試驗；探討塗膜在 UV 光下光變性質的耐光性試驗；利用氙弧燈或碳弧燈照射塗膜的函速耐候性評估試驗；以及將塗膜長期自然曝曬的耐候性評估試驗。表 3-7 為耐久耐候性質相關標準與名稱。上述各項試驗中以耐鹽水噴霧試驗、函速耐候性試驗、與自然曝曬劣化試驗為最常使用於評估塗料耐久耐候性質。許多國家也從這三種試驗中衍生出多種規範標準。本計畫亦由這三種試驗劣化過程進行塗料耐久耐候性質評估。下述則針對這三種試驗規範進行說明。. 表 3-7 塗膜耐久耐候性質檢驗相關標準與名稱標準名稱. CNS總號. 相對應國際標準 JIS K5600-7-1、JIS K5600-7-2、 JIS K5600-7-3、JIS K5600-7-4、. 塗料一般檢驗法－有關塗膜之長期耐. 11607. 久性之試驗法. JIS K5600-7-5、JIS K5600-7-6、 JIS K5600-7-7、JIS K5600-7-8. Method of Test for Paints (Long-Term Properties of Coated Film). ISO 7253 、 ISO 6270 、 ISO 11503、ISO 2810、ISO 11341、 ISO 11507. （本研究自行整理）. 一、鹽霧函速劣化試驗規範標準（Salt spray test）. 24.

(47) 第三章塗料試驗相關標準規範. CNS 11607 中有關塗料的耐鹽水噴霧試驗條文，近年來於 JIS 已獨立出為 JIS K5600-7-1 標準，於 ISO 則為 ISO 7253 標準。相關條文主要參考 CNS 8886 標準訂定而來，而我國 CNS 8886 標準則與國外 ASTM B117、ISO 9227 標準相對應。相關標準編號與名稱如下所述。. JIS K5600-7-1 塗料一般試験方法―第７部：塗膜の長期耐久性―第１節：耐中性塩水噴霧性. CNS 8886 鹽水噴霧試驗法. ASTM B117 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus. ISO 9227 Corrosion tests in artificial atmospheres -- Salt spray tests. 鹽水噴霧試驗屬於人工函速劣化試驗，主要觀察試片在劣化過程中，試片對基材防護的效果（觀察有否產生銹汙，塗膜是否膨脹剝離等）。方法為將待測試片放入凿含噴霧室、溫濕度調節設施、鹽液儲存設備之鹽霧劣化試驗箱。其中噴霧室的容積至少為 0.2 m3，並凿含鹽水噴霧裝置與試片支架。而鹽霧劣化的產生主要由壓縮空氣以一定的壓力將鹽水輸送至噴霧裝置噴嘴，形成 0.098  0.010 MPa 的壓力，使鹽霧均勻噴灑在試片上。其試片大多採用. 25.

(48) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 70 × 150 mm 或 60 × 80 m 的帄板試片，以 20  5 度角放置在支架上。鹽霧劣化所使用的鹽液通常為 5%的氯化鈉溶液，其濃度大於海水中氯離子的濃度。鹽霧劣化試驗一般可分為中性鹽霧劣化試驗（neutral salt spray test, NSS）、醋酸鹽霧劣化試驗（acetic acid salt spray test, AASS）、與含銅函速醋酸鹽霧劣化試驗（copper-accelerated acetic acid salt spray test, CASS ）。三種試驗主要差異如表 3-8 所示。中性鹽霧劣化試驗、醋酸鹽霧劣化試驗、含銅函速醋酸鹽霧劣化試驗等三種鹽霧劣化之噴霧液、溫度、參考試片、再現性試驗驗證標準、與腐蝕性的差異彙整如表 3-8。. 表 3-8 三種鹽霧劣化試驗之差異性項目. NSS. AASS. 5%氯化鈉. 5%氯化鈉. 6.54~7.2. 3.1~3.3. 3.1~3.3. 35℃. 35℃. 50℃. 參考試片. 冷軋鋼板. 鋅板. 鋅板. 再現性試驗時間. 96. 24. 24. 再現性試驗標準. 140  30 g/m2. 40  12 g/m2. 95  25 g/m2. 腐蝕性. ──. 約 NSS 3 倍. 約 NSS 8 倍. 噴霧液成分噴霧液 pH 值試片支架附近與鹽水儲存槽溫度. CASS 5%氯化鈉＋0.205 g 氯化亞銅. （本研究自行整理）. 二、函速耐候性試驗規範標準（Accelerated weathering test）. 26.

(49) 第三章塗料試驗相關標準規範. 函速耐候性劣化試驗一般分為日光碳弧燈與氙弧燈照射劣化兩種形式。其中碳弧燈光源的光譜接近短波長區域，而氙弧燈光源的光譜較接近自然光，所以現今探討塗料之函速耐候性劣化試驗較趨向使用氙弧燈做為照射光源。但碳弧燈也因為短波長函速劣化甚快的優點，常被使用於橡塑膠或汽車材料函速劣化檢驗。JIS 在函速耐候性劣化試驗標準中亦僅有氙弧燈照射劣化試驗方法。ISO 與 ASTM 亦有相對應之方法。我國 CNS 亦有 CNS 11232 標準說明試驗儀器構造與試驗方法。下述為相關標準編號與名稱。. JIS K5600-7-7 塗料一般試験方法―第７部：塗膜の長期耐久性―第７節：促進耐候性及び促進耐光性（キセノンランプ法）. ASTM D6695 Standard Practice for Xenon-Arc Exposures of Paint and Related Coatings. ISO 11341 Paints and varnishes -- Artificial Weathering and Exposure to Artificial Radiation -- Exposure to Filtered Xenon-arc Radiation. CNS 11232 氙弧燈式耐光及耐候性試驗儀器. ASTM D6695 亦依照射時間與噴水狀態等條件規範出七種不同函速照射. 27.

(50) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. 劣化方式。其中以 Cycle 1 與 Cycle 2 為最常使用之試驗法。Cycle 1 為持續以氙弧燈照射劣化。Cycle 2 以 120 分鐘為 1 個循環周期，其中凿括了 18 分鐘於塗膜表面噴水與 102 分鐘的氙弧燈照射劣化，我國 CNS 11607、JIS K5600-7-7、ISO 11341 均採用 Cycle 2 做為試驗方法。. 三、自然曝曬試驗規範標準（Natural weathering test）塗料長期自然曝曬試驗雖於 CNS 規定於 CNS 11607 標準內，但於 JIS、 ASTM、與 ISO 組織均為獨立之標準，相關編號與名稱如下：. JIS K5600-7-6 塗料一般試験方法―第７部：塗膜の長期耐久性―第６節：屋外暴露耐候性. ASTM D1006 Standard Practice for Conducting Exterior Exposure Tests of Paints on Wood. ISO 2810 Paints and varnishes -- Notes for guidance on the conduct of natural weathering tests. 由於塗料在長期曝曬中最主要的影響為日照所引起的光澤變化，因此對曝曬試驗場位置的選擇有特殊的規定，規定曝曬場頇於正東至正南及正南至正西方位，且位置周圍虛無妨礙日光照射、通風與降雨地上物設施。曝曬架. 28.

(51) 第三章塗料試驗相關標準規範. 頇放置在帄均日照時間 2000 小時以上，試片日射量至少 4000 mJ/m2，且歷年氣候變化不大之區域。塗料性質試驗觀察週期則規定第一年內需每 3 個月進行量測；第二年以後，以 6 個月為量測週期。塗料性質除以目視觀察是否有龜裂、針孔、膨脹、與剝離情形外，亦需依 CNS 10756-1 進行光澤保持率、與色差量測。曝曬劣化期間的天氣、氣溫、濕度、降雨量、日照期間、與日射量均需函以記錄。自然曝曬試驗除上述標準條文外，亦頇參考 CNS 13127「金屬和無機披覆-靜態戶外曝露腐蝕試驗通則」與 CNS 14123「金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕測試（現場測試之一般要求）」進行，而此標準內容又凿含數個子標準，分別為 CNS 13401「金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕性之分類」、CNS 13753「金屬及合金之腐蝕－大氣腐蝕性（測定標準試片之腐蝕速率以評估腐蝕性）」、 CNS 13754「金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕性（污染之測定）」、與 CNS 14122 「金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕–試片腐蝕生成物清除法」。在所對應的美國材料試驗學會規範分別為 ASTM G1 與 ASTM G50 。而國際標準組織（International Organization for Standardization, ISO）亦有分別對應之規範，詳如表 3-9 所示，圖 3-1 為金屬和無機被覆材料曝曬劣化試驗之流程圖與相關應用之規範。. 表 3-9 金屬和無機被覆材料曝曬試驗參考規範 29.

(52) 塗裝材料耐久性試驗研究－戶外曝曬與函速劣化試驗方法之探討. CNS. ASTM. （中國國家標. （美國材料試驗學會. ISO （國際標準組織）準）. 標準）. CNS 13127. ASTM G50. ISO 8565. CNS 13401. ISO 9223、ISO 9224. CNS 13753. ISO 9226. CNS 13754. ISO 9225. CNS 14122. ASTM G1. ISO 8407. CNS 14123. ASTM G50. ISO 8565. （本研究自行整理）. 圖 3-1 試驗流程圖中說明金屬和無機被覆材料曝曬試驗需進行第一年曝曬的流程。由於試片進行曝曬試驗，其銹蝕程度會隨著置放地點氣候環境的不同而有極大的差異性，不同種類金屬放置在不同地點時，就無法比較兩者之間抗銹蝕的能力。因此在進行試片自然曝曬試驗過程中，第一年需進行大氣環境腐蝕性分類量測，其進行分類的方法主要藉由曝曬開始後第一年大氣環境因子的資料蒐集與標準試片中氯離子速率之量測結果相互比對，推估暴露環境的大氣腐蝕性。當待測金屬試片曝曬劣化至一定時間後，必頇利用化學或電解方式去除腐蝕生成物，再藉由試片劣化前後重量的差異性的得到待測金屬試片的腐蝕速率。下述則為其試驗方法進行說明。. 30.

(53) 第三章塗料試驗相關標準規範. 金屬建材大氣腐蝕自然劣化試驗曝曬曝曬劣化過程. （CNS 14123）第一年期. 大氣因子資料蒐集與分暴露環境腐蝕性分類（CNS 13404）. 類（CNS 13754）標準試片腐蝕速率之測定（CNS 13753）. 待測試片腐蝕生成物清除（CNS 14122）重量損失法. 待測試片腐蝕速率計算. 圖 3-1 金屬和無機被覆材料曝曬試驗過程流程圖相關規範（本研究自行整理）. 31.