Если вы когда-нибудь оставляли пластиковый стул для патио на несколько лет только для того, чтобы наблюдать, как он трескается, выцветает или становится хрупким через сезон или два, вы столкнулись именно с той проблемой, о которой меня спрашивают каждый божий день здесь, в нашем магазине смолы. Давайте перейдем к делу: меня зовут Сэм, и я продаю производителям устойчивую к ультрафиолетовому излучению смолу ПК/АБС уже более 7 лет, и один вопрос возникает больше, чем любой другой: «Действительно ли стойкий к ультрафиолетовому излучению ПК/АБС достаточно хорош для использования на открытом воздухе?»
Во-первых, давайте разберемся, что такое PC/ABS для тех, кто здесь новичок. Это смесь поликарбоната (ПК, прочный, устойчивый к разрушению материал) и акрилонитрила-бутадиен-стирола (АБС, твердая, формуемая основа, которая очень доступна). Смешайте их вместе, и вы получите смолу, которая сочетает в себе ударную вязкость, термостойкость и технологичность намного лучше, чем каждый из них по отдельности. Подвох? Обычный ПК/АБС, это обычный стандартный материал, который мы также продаем в качестве смолы ПК/АБС общего качества, быстро превратится в мусор под прямыми солнечными лучами. Бутадиен в АБС-пластике разрушается под воздействием ультрафиолетовых лучей — подумайте об этом, как о том, как приборная панель вашего старого автомобиля становится меловой и бледной после 5 лет эксплуатации, что приводит к появлению трещин, потере цвета и полному разрушению конструкции, если она находится в части, подвергающейся высоким нагрузкам.
Вот тут-то и пригодится устойчивый к УФ-излучению ПК/АБС, верно? Но подождите: «устойчивость к ультрафиолетовому излучению» — это не универсальный ярлык. Я вижу, как многие компании используют этот термин для любой смолы, которая немного более устойчива к выцветанию, так что давайте подойдем к научному подходу. Реальная работа с устойчивым к УФ-излучению ПК/АБС состоит из двух частей: УФ-стабилизаторы и иногда пигменты. Стабилизаторы делятся на два основных типа: поглотители УФ-излучения (UVA), которые поглощают вредные лучи UV-B и UV-A до того, как они смогут разрушить полимерные цепи, и светостабилизаторы на основе затрудненных аминов (HALS), которые нейтрализуют свободные радикалы, которые образуются, когда УФ-лучи повреждают пластик. В некоторые смеси также добавляют углеродную сажу или другие светостабильные пигменты, которые действуют как физический барьер, не позволяя ультрафиолету проникать глубоко в материал.
Теперь давайте поговорим о реальной производительности на открытом воздухе, потому что результаты лабораторных исследований имеют значение только в том случае, если они соответствуют тому, что происходит в реальном мире. Мы тестируем все наши смолы ПК/АБС, устойчивые к ультрафиолетовому излучению, в нашей собственной камере атмосферных воздействий - мы имитируем 5 лет солнечного света во Флориде (кстати, это один из самых суровых условий на Земле, высокая влажность и интенсивное ультрафиолетовое излучение), чтобы посмотреть, как он выдержит. Мы видим, что правильно составленный PC/ABS, стабилизированный УФ-излучением, сохранит более 80% своей ударной прочности после 3000 часов ускоренного выветривания. Сравните это со смолой ПК/АБС общего качества, которая обычно теряет более 50% своей ударной вязкости за тот же период времени, и вы начнете видеть разницу.
Но вот в чем дело: не все виды использования на открытом воздухе одинаковы. Приставной столик во внутреннем дворике, который большую часть дня находится в тени, гораздо легче загрязняется смолой, чем горка на игровой площадке, которая находится под прямыми солнечными лучами 10 часов в день, или кронштейн для знака автобусной остановки, который зимой подвергается воздействию ультрафиолета и дорожной соли. Именно здесь решающим фактором становится подбор смолы в зависимости от области применения. Для умеренного использования на открытом воздухе, например, садовых инструментов, контейнеров для хранения на открытом воздухе или декоративных уличных светильников, идеально подходит стандартный ПК/АБС, устойчивый к ультрафиолетовому излучению. Для более суровых условий, таких как морские компоненты, игровое оборудование или внешняя отделка автомобиля, подвергающаяся постоянному воздействию солнечных лучей и перепадам температуры, вы можете рассмотреть устойчивую к ультрафиолету смолу PC/ABS, в состав которой входят дополнительные HALS и более высокие нагрузки светостабилизаторов.
Я получаю много вопросов о том, работает ли армированная стекловолокном смола PC/ABS и на открытом воздухе. Многие производители используют стекловолокно для повышения прочности, но стекловолокно на самом деле может усугубить повреждение от ультрафиолета, если смесь не стабилизирована. Многие производители используют стекловолокно для повышения прочности, но если смесь не стабилизирована должным образом, стеклонаполненный ПК/АБС на самом деле более уязвим к ультрафиолетовому излучению. Граница раздела полимер-волокно является предпочтительным местом для фотоокисления и возникновения трещин, и как только поверхностная смола разрушается, открытые стеклянные волокна могут впитывать влагу и ускорять межфазную деградацию, что со временем может привести к отделению стекла от полимерной матрицы. Однако мы протестировали УФ-ПК/АБС, армированный стекловолокном, и когда мы правильно герметизировали стекловолокна смолой, богатой стабилизатором, оно удерживается почти так же хорошо, как ненаполненная устойчивая к УФ-излучению смола ПК/АБС. Вот почему мы рекомендуем армированный стекловолокном материал для наружного использования только в том случае, если смесь специально разработана для него — здесь не нужно срезать углы со стабилизаторами.
Еще одно распространенное заблуждение: если смола «устойчива к ультрафиолетовому излучению», вам не придется об этом беспокоиться, верно? Неа. Даже самый лучший ПК/АБС, устойчивый к ультрафиолетовому излучению, будет портиться в течение десятилетий, а не навсегда. К нам приходили клиенты с запчастями 15-летней давности от поставщика, который утверждал, что их смола «постоянно устойчива к ультрафиолетовому излучению», и эти детали имели серьезные трещины. Стабилизаторы со временем разрушаются, просто они делают это медленнее, чем обычная смола. Хорошей новостью является то, что для большинства сроков службы наружных изделий — от 5 до 10 лет, что является средним показателем для садовой мебели, корпусов бытовой электроники или наружных вывесок — нашего устойчивого к ультрафиолетовому излучению ПК/АБС-пластика более чем достаточно. Он сохранит свой цвет, прочность и форму под дождем, снегом, летними днями при температуре 100°F и даже случайным градом, который может расколоть обычный пластик.
Давайте поговорим о реальных примерах, подтверждающих это. В прошлом году мы работали с компанией, которая производит корпуса для уличных интеллектуальных счетчиков. Раньше они использовали другую смолу, и в течение 2 лет 12% их устройств вышли из строя — треснули в верхней части, где больше всего палит солнце, а это означало, что вода попала внутрь и разрушила электронику. Они перешли на нашу устойчивую к УФ-излучению смолу PC/ABS, и после 18 месяцев полевых испытаний у них не было ни одного сбоя. Другой клиент производит игровое оборудование для общественных парков, детали которого должны выдерживать постоянное солнце, грубые игры и агрессивные чистящие средства. Сначала они попробовали смолу PC/ABS общего качества, чтобы сэкономить деньги, но она настолько выцвела, что в парк начали поступать жалобы. Они перешли на нашу смесь, устойчивую к ультрафиолетовому излучению, и теперь, спустя 3 года, их оборудование без проблем сохраняет цвет и прочность.
Подождите, а как насчет огнестойкой смолы ПК/АБС? Подойдут ли они и для использования на открытом воздухе? Многим производителям нужны детали, которые являются одновременно огнестойкими и пригодными для эксплуатации на открытом воздухе, например, электрические корпуса для уличных электроинструментов или осветительных приборов. Короткий ответ: да, если огнезащитная смесь содержит УФ-стабилизаторы. В некоторых старых формулах антипиренов использовались добавки, не устойчивые к УФ-излучению, что приводило к более быстрому разложению. Но наша огнестойкая смола PC/ABS имеет встроенные УФ-стабилизаторы, поэтому она сохраняет как огнестойкость, так и работоспособность на открытом воздухе. Это огромная победа для производителей, которые не хотят использовать две разные смолы для разных частей своей продукции.
Теперь давайте подробно рассмотрим, как убедиться, что вы действительно правильно используете ПК/АБС, устойчивый к ультрафиолетовому излучению, для использования на открытом воздухе. Во-первых, проверьте характеристики погодных условий. Если поставщик не может точно сказать вам, на сколько часов ускоренного атмосферного воздействия рассчитана его смола, это тревожный сигнал. Мы указываем, что наша смола PC/ABS, устойчивая к ультрафиолетовому излучению, выдерживает более 3000 часов воздействия ультрафиолета, прежде чем она потеряет критические эксплуатационные свойства. Независимые сторонние тесты также подтверждают это. Во-вторых, учтите конкретные нагрузки приложения. Если ваша деталь будет подвергаться постоянному напряжению или ударам, выберите более высокий класс ударопрочности из ПК/АБС, стабилизированного УФ-излучением, а не обычный. В-третьих, избегайте перегрузки пигментами. Многие компании добавляют дополнительный черный пигмент для защиты от ультрафиолета, но слишком большое количество пигмента может сделать смолу более хрупкой, поэтому вам необходимо сбалансировать уровень цвета и стабилизатора.
Меня также постоянно спрашивают, есть ли обратная сторона использования устойчивого к ультрафиолетовому излучению ПК/АБС вместо обычного. Да, это немного дороже заранее - обычно на 10-15% дороже, чем обычная смола ПК / АБС. Но если вы сравните это со стоимостью отзывов, претензий по гарантии или замены деталей, вышедших из строя раньше, это не составит труда. Наши клиенты говорили нам, что переход на нашу УФ-смолу сэкономил им более 100 тысяч долларов за год за счет снижения прибыли. Кроме того, он обрабатывается так же, как обычный ПК/АБС: нет необходимости в новых формах или оборудовании, поэтому вам не придется инвестировать в новое оборудование для перехода.
Давайте завершим это кратким ответом на исходный вопрос: подходит ли ПК/АБС, устойчивый к ультрафиолетовому излучению, для использования на открытом воздухе? Абсолютно, если он правильно составлен с использованием правильных УФ-стабилизаторов и соответствует условиям вашего конкретного применения. Он намного более прочный и долговечный, чем обычный ПК/АБС-пластик, он сочетает в себе прочность, технологичность и устойчивость к атмосферным воздействиям, а также подходит для огромного спектра товаров для улицы, от садовой мебели до электрических деталей.
Если вы в настоящее время имеете дело с пластиковыми деталями, выходящими из строя на открытом воздухе, или если вы разрабатываете новый продукт и хотите убедиться, что он выдержит непогоду, мы здесь, чтобы помочь. Мы можем познакомить вас с нашими различными марками, включая нашу устойчивую к ультрафиолетовому излучению смолу ПК/АБС, смолу ПК/АБС с защитой от ультрафиолета, смолу ПК/АБС, армированную стекловолокном, смолу ПК/АБС общего сорта и огнестойкую смолу ПК/АБС, чтобы найти именно ту смесь, которая соответствует вашим потребностям и бюджету. Напишите нам, поделитесь тем, над чем вы работаете, и мы поможем вам убедиться, что ваши уличные детали прослужат так долго, как они должны.
Ссылки:
- Выветривание и деградация пластика: практическое руководство, Общество инженеров по пластмассам, 2021 г.
- «Эффективность смесей ПК/АБС при использовании на открытом воздухе», Journal of Applied Polymer Science, Vol. 118, № 3, 2010 г.
- УФ-стабилизация термопластов, Европейская ассоциация переработчиков пластмасс, 2022 г.
- Долговечность наружных полимерных компонентов в полевых условиях, Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM), Международное, 2019 г.