现场测试,也称为室外暴露测试,用于评估应用于房屋和商业结构的外部油漆和涂料的预期商业性能。在实际应用程序中,这种类型的长期测试已被证明是性能的最佳指标。实验室评估作为一种筛选工具,在产品开发的初步阶段是有益的。然而,尽管实验室评估更快、成本更低,但它们有相当大的局限性。实验室评估没有考虑到许多变量,如基材的性质和条件,实际使用中遇到的微生物,或时间范围-换句话说,所应用的涂层的寿命。此外,当使用实验室测试时,很难模拟实际使用中发生的迁移和耗尽模式。因此,室外暴露测试是评价外墙涂料和涂料中干膜防腐效果的必要因素。

全球现场测试站点

在过去的几十年里,特洛伊在世界各地投资了现场测试场地,根据众多标准选择地点。这些地点既代表了极端条件,也代表了客户涂料销售的地理市场的典型使用环境。对多相进行了长期现场测试®, Troysan®和Fungitrol®在这些地方使用干膜防腐剂。特洛伊的客户分布在100多个国家,他们生产的产品会受到许多不同气候和微生物类型的影响。因此,这些测试站点提供的暴露场景的广度非常重要。特洛伊最近还扩大了其现场测试站点网络,目前在全球有10个站点。

测试围栏程序

正确和一致的现场测试程序对于在实际使用条件下获得可靠的油漆和涂料生物性能评估至关重要,其中可能包括霉菌、霉变、染色和腐烂真菌、藻类和/或地衣的生长。适当的现场测试程序对确保容纳最优的可能性有很大帮助,并可以大大减少现场故障的可能性。考虑到这一点,制定的协议基于四个重要元素:

1)。面板准备和曝光;

2.)涂料制备;

3)。测试设计;

4)。选址。

面板准备和曝光

松树、雪松、灰泥和硬纸板面板被使用,反映了市场上最常见的基材。测试板通常垂直暴露(90°),面向北方。这个方向促进了霉菌和藻类的生长,这个角度对应于最常见的应用,即木墙板。不同的面板方向和角度有时也用于评估其他应用程序和条件。对于装饰材料,通常以水平(180°)角进行曝光。图1显示了特洛伊的北欧试验场的面板准备工作。

在北欧现场测试现场的面板制备

图1:在北欧现场测试现场的面板制备。

涂料制备

在典型的特洛伊测试程序中,面板的正面被分成几个相等的部分。其中一段作为对照,由未保存的油漆和无膜防腐剂组成。同样的油漆,不同剂量水平的特洛伊和竞争对手的薄膜防腐剂被应用到同一面板的其他部分。控制涂层和保留涂层在每个面板上的位置是随机的,以消除面板对环境的影响。这就是所谓的“阶梯级数”。图2显示了特洛伊的一个北欧试验场的典型面板布置。

北欧试验场的典型面板布置

图2:北欧试验场的典型面板布置。

测试设计

实验设计的基本原则是随机化和复制。计划使用重复和随机设计进行大规模面板暴露试验。在这种类型的设计中,代表每种涂料和剂量水平的面板被复制了几次。面板以随机的顺序放置在曝光架上,以尽量减少对环境的影响,如接近地面。随机化还最小化了相邻面板对彼此的任何影响。

选址

特洛伊在气候和微生物多样性地区维持试验围栏,如美国东北部(夏季潮湿、冬季寒冷干燥的温带气候);太平洋西北部(夏季干燥,冬季潮湿,气候温和);美国东南部(春季和秋季潮湿,夏季潮湿,冬季非常干燥和寒冷);北欧(气候温和,冬季温和潮湿,夏季温暖潮湿)。这些测试地点用于为代表油漆和涂料应用于木材基材的重要市场以及霉菌生长普遍的地区提供测试结果。特洛伊还在全年炎热、潮湿的热带地区维护测试围栏。降雨和温度对微生物的生长有重要的促进作用。藻类是这里的主要威胁,这些地区代表了灰泥和砖石涂料的巨大市场。特洛伊油田热带和亚热带气候试验场位于亚洲和加勒比地区。

最容易受到真菌和藻类攻击的地区

特洛伊的实地测试地点位于易受各种微生物攻击和广泛气候影响的地区。在许多地区,事实上在世界上一些人口最稠密的地区,涂层受到真菌和藻类的影响。图3-5显示了两个测试地点(北欧和东南亚)在微生物种类和气候条件方面的巨大差异,这两个测试地点是外部涂料的重要市场。图3显示了这两个特洛伊试验场的年平均降雨量差异。1

大田试验点月雨量对比

图3:大田试验点月雨量对比。

不同地点的微生物差异很大,如图4和图5中的例子所示,再次将特洛伊的北欧遗址与东南亚遗址进行了比较。2

在北欧发现的微生物

图4:在北欧发现的微生物。

在东南亚发现的微生物

图5:在东南亚发现的微生物。

应该指出的是,在任何地区,小气候条件都可能导致非特征性的生长——例如,藻类或霉菌在通常没有这种危险的地区生长。小气候可以在许多情况下发展,产生与区域大气候不同的条件,例如场地靠近水体,完全覆盖树木,或放置在开放、多风的位置。

评估

根据预定的测试防腐剂时间表,正在世界各地的所有特洛伊现场测试地点进行新的和正在进行的评估。每隔一到三个月,测试板都要进行目视检查,并按照ASTM(美国标准测试程序)D32742进行霉菌或藻类生长的评定。分级范围为0-10,0表示完全霉变或藻类覆盖,10表示完全没有生长。对于松树基材,测试板通常暴露两年,对于雪松和砖石基材,测试板通常暴露三到五年。

图6显示了先进广谱多相663干膜防腐剂在美国东北部、太平洋西北部和东南部试验场26个月的综合性能结果。比较结果表明,多相663在所有三个微生物和气候不同的测试地点都优于四种竞争对手的干膜防腐剂,远远超出标准偏差。结论是,多相663提供了持久的保护,防止多种霉菌,霉菌和藻类。这些结果对于打算在美国各地销售外墙涂料的客户是有价值的。然而,区域油漆和涂料配方商应该注意,即使他们的大气候可能主要以霉菌和霉菌生长而闻名,在他们的区域可能有许多小气候也容易滋生藻类。特洛伊在开发和测试干膜防腐剂方面的经验表明,干膜防腐剂控制的微生物范围越广,客户及其最终用途客户就越放心。

多相663在雪松上的表现

图6:多相663在雪松上的表现。

总结

涂料受到世界各地各种微生物的影响,包括真菌、藻类、地衣和酵母。虽然实验室测试是一种有效的初步筛选工具,但没有任何方法可以替代长期的室外测试来预测真实世界的性能。因此,特洛伊现场测试地点位于不同的位置,以使涂料受到各种气候和微生物威胁,并代表主要市场的条件。在为客户提供测试服务时,特洛伊评估了客户目标市场对应的几个地点的防腐剂选项。最终目标是评估和推荐性能最佳的防腐剂,为客户的最终用途产品在最广泛的潜在环境可能性下提供保护。

有关特洛伊现场测试以及为客户提供的其他服务的更多信息,请访问www.troycorp.com

参考文献

1Weatherbase.com。http://www.weatherbase.com。CantyMedia, 2018年。

2美国测试与材料协会,编号D3274。ASTM, 100巴尔港路,西康肖霍肯,PA,美国。