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氙燈老化與自然曝曬測試試驗對比的評估方法

作者:標準集團 添加時間:2019-06-18 10:43
本文所做研究的自然戶外曝曬在澳大利亞的Allunga(緯度19°,南半球)進行,樣品架朝北,與水平面之間的夾角為19°。曝曬時間為24個月,并在不同時間段取出樣品,測試它們的顏色變化。

將待檢測的COLORTREND1、2、3、4、5、6#共6種不同的建筑涂料用色漿,按一定的比例加入到標準檢測用平光外墻涂料中,使之達到1/25顏色標準深度。在震蕩機上震蕩3min混勻,在預涂了底漆的鋁板上用100μm線棒涂布2道。在室溫放置5d后進行曝曬試驗。每種顏色的同一試驗各制備4塊樣板,3塊投

入試驗,1塊作為標準板室內放置。
自然戶外曝曬共24個月,在6個月、9個月、12個月、18個月、24個月各評估一次;氙燈試驗室加速測試按表2試驗條件運行2000h,樣板評估間隔周期為500h。用分光光度計在D65標準光源下與標準板對比檢測顏色,記錄色差的值。目測涂膜表面是否有失光、粉化、開裂、脫落及斑點等現象。本試驗中使用了高耐候的平光外墻涂料,經2000h氙燈及24個月自然曝曬,涂膜表面均無失光、粉化、開裂、脫落及斑點等現象,不影響顏色評判。
 
外曝曬與氙燈試驗室加速測試之間的比較
根據所得評估結果的數據,分別計算了自然戶外曝曬與氙燈試驗室加速測試方法之間的相關系數 rs(spearman)。該相關系數指的是利用兩種不同的測試方法對一組樣品進行測試,所得試驗結果之 間的相關性。
相關系數rs的計算公式為:rs=1-6∑ d i?/[n(n2-1)] 其中,n是樣品的個數,Di是兩列排序中每一組排 位數之間的差值。rs越接近于1,相關性越好。通過以上方法求出自然戶外曝曬與氙燈試驗室 加速老化測試結果之間的相關系數,并對試驗數據進行評估,解決大家通常比較關心的問題——對于不同顏料類型,如果試驗室加速測試與戶外曝曬結果的相關性足夠好,那么在氙燈試驗箱中測試多少小時相當于在戶外曝曬多少個月的結果。6種樣品在戶外曝曬的顏色變化(DE)的值如圖4所示。
可以看出,不管是戶外曝曬還是氙燈加速測試,每種樣品的顏色均發生變化,而且隨著試驗時間的增長,DE的值都在增加。在計算氙燈測試2000h相當于戶外曝曬多少個月之前,我們需要知道它們之間的相關性如何。只有在相關性好的情況下,計算氙燈測試2000h相當于戶外曝曬多少個月才有意義。由rs=1-6∑di?/[n(n2-1)]計算,得出Allunga自然戶外曝曬與氙燈試驗室加速測試之間的相關系數。以500h氙燈與6個月自然曝曬之間的相關性為例,相關系數rs的計算方法如表3。
Allunga戶外曝曬6個月、9個 月、12個月、18個月、24個月的結果與氙燈試驗箱 500h、1000h、1500h、2000h各時間段的 相關性都比較好。根據圖4、圖5的顏色變化數據可知,在氙弧燈試驗箱中測試2000h,其樣品的顏色變化沒有戶外曝曬24個月的顏色變化大。我們以在氙弧燈試驗箱 中測試1000h、1500h、2000h樣品發生的顏色變化為基準,計算每種樣品在氙弧燈試驗箱中測試1000h、1500h、2000h分別相當于戶外曝 曬多少個月,然后取其算術平均值。通過計算,其對應關系如表5所示。    
 
戶外測試是試驗室加速老化測試的基礎。通過本文研究,我們認為兩者試驗數據間有一定的關聯性。我們也進一步認識到積極開展戶外老化測試,并用以指導試驗室加速測試的重要性。當然兩者之間的對應關系會因戶外測試的地理位置、氣候變化、底材種類的變化等而有所不同。更重要的是顏料與涂料作為一個整體進行試驗。不同的涂料體系會得到不同的結果。如果涂料體系、顏料類型、或顏料含量等任意一項發生改變,我們只能對最終結果作推測。因為這些改變可能對最終結果產生較大的影響。