人故意测试涂料的耐环境暴露了超过100年,并且无意中从人类的黎明。耐光性和耐气候性测试颜色和外观属性如褪色,颜色和光泽的损失转变,以及物理性能如附着力或开裂的原因很多是必要的。这些测试可以用来评估新的成分,配方,技术和应用程序;2022世界杯八强水位分析基准竞争产品;满足客户、行业或监管要求;或者理解产品责任和保修问题,其他的需要。

然而,需要更好的(例如,更快、更预测)耐候性测试材料和产品的增长是由于几个重要因素。其中关键是:

·频繁变化的公式,如色素化学和低voc含量,所带来的环境和健康安全立法或降低成本计划;
·采购或从新的供应商或地区生产原料或产品,如“Chindia”;
·新“功能性”角色涂料除了装饰和保护;
·严酷的环境暴露增加产品,如使用更自然的日光照明,建筑,“移动”的一代,产品分布和最终用途的全球化;
·增加客户期望的质量,特别是对高端品牌;和
更快的上市时间,更少的时间和资源用于产品测试、竞争压力。

让我们更仔细地探索其中的一些问题。

配方的变化

监管要求迫使涂料配方的变化。一个例子是欧盟指令限制某些色素如偶氮染料、镉和六价铬颜料等;减少VOC法律也是一个重要的驱动程序。例如,一个合同办公家具公司主要的褪色和色相转变颜色问题涂布文件柜,当他们从传统转向“绿色”着色剂,耐光性差。

原材料或成品往往来自新供应商,往往与意想不到的后果。窗口时尚高端制造商之一开始源白,画从中国木制百叶窗。

部分生产批次都不错,但是随机的很多表现出严重的黄色变色后安装。问题是追溯到涂料制造商采购劣质白二氧化钛颜料的成绩公开市场来省钱。

有时产品用于新的和创新的应用,如在市场或地区没有预期。橱柜制造商面临一个主要问题,当白人,储藏室柜子开始黄色一旦安装在一个新的开发项目。门的颜色变化相对较小但很明显对“纯白”——不同的涂料配方的木头框架。问题很快浮出水面一次柜安装在房屋建筑在美国南部太阳辐射、高以外的制造商的正常分布北部领土。

即使是涂料不用于天气长期直接接触可能有问题。供应商之一pre-primed表面木纹板通过大卖场销售家居建材商店在新英格兰各州主要问题。由低成本、快速增长的松果体辐射来自南美、产品有factory-applied白色底漆涂层。不幸的是,引物看起来像个面漆,产品被广泛安装完成的房子装饰的可怕后果严重的扭曲,拔火罐和开裂。因为大多数涂料失败是由于使用不当或安装,建议对于制造商来说,测试缺乏“鲁棒性”产品的不当应用程序,比如可怜的基板,坏天气,等等,或者测试特定的涂料表面处理要求。

产品测试

比较测试
有很多接触测试工具,可以用来评估天气涂料的耐久性。然而这些工具可以用于各种方式引出信息从你的涂层。例如,最容易理解的测试对比测试,或“放出来,看看会发生什么”的方法。在这种情况下,各种测试标本暴露于自然、人工加速老化条件和评估或各点相比,通常直到失败。结果信息通常是有限的,然而,往往引起,而不是回答问题。例如,将测试样品排在其他的气候如何?如何以及为什么他们会失败?

实验设计
下一个层次,设计实验,可以测试一系列因素——产品配方和气候因素——在一个有组织的,系统的方法。这最小化测试通常是困难的,耗时和昂贵的完成,并提供更多的有用的信息。它需要更多的信息和纪律来设计和实现,但可以提供数据,如“交互作用”无法获得比较测试。

强制降解
最后,“强迫降解”测试,使用压力条件可能比将会在更严重的现状,可以用来检测产品的脆弱的感情或弱点和确定各种产品的“鲁棒性”条件。

测试带来的信息量成正比的努力。适当的测试可以提供数据的改善产品,降低材料成本,改善流程,开发新的市场和应用程序,确定产品保修和终身的期望,并提供信息来驱动业务的竞争力。

耐气候性测试工具

产品通常为耐候性测试暴露他们预期的服务环境,或者更准确地说,环境。这可能是在现实的情况下,在正式的私人或商业接触测试网站或控制,laboratory-simulated条件。户外暴露,“贸易”各种基板的板,或准备测试优惠券等涂金属板或特殊样品可以使用。这些通常会贴在朝南(在北半球)接触各种标准类型的货架,从水平到垂直附近的角度,根据许多因素如产品最终用途方向(例如,屋顶和墙壁涂料),曝露试验站点位置纬度和时间(太阳天顶角)。样品可以直接接触到太阳和天气或保护玻璃的不同类型评价室内使用。

提供“特殊情况”的条件下,可以进行户外暴露在温度和湿度水平升高特种柜,或安装在跟随太阳跟踪架加速阳光照射。专用太阳能跟踪和集中器系统使用镜子日晒加速度也是可行的。额外的测试如盐雾腐蚀、水浸或冻结/解冻循环通常可以结合或与传统风险交替。

户外测试接触商业站点可用在各种气候和地理位置,但往往是在热带和亚热带或干燥的沙漠地区15º35º纬度之间的北部和南部的赤道。潮湿,潮湿的地区,如基准南佛罗里达,尤其被证明是非常严重的有机涂料。但当地条件永远不可能完全复制或模拟,所以阿特拉斯,例如,创造了一个全球接触网络的20 +网站,最新的在钦奈,印度。

户外测试耗时,风险相对不受控制,但绝对必要,最终验证任何加速老化测试。有户外的进步加速风化等技术ASTM G 90集中菲涅耳反射镜系统。是阿特拉斯的亚利桑那州DSET实验室测试网站,艾玛®和EMMAQUA®设备采用跟踪镜面将自然太阳辐射到测试样品。他们已经被证明特别有用在测试中耐久性高涂料系统,如汽车、航空航天和建筑涂料。有重大进展在温度控制和水分与这些设备交付。AAMA 624 - 07年,自愿规范性能要求和测试程序高性能有机涂层纤维增强热固性概要文件,是一个新标准,利用新的温控Emmaqua代替传统的五年南佛罗里达户外暴露试验。

工作继续超高自然阳光浓度进一步加快测试时间。阿特拉斯,举个例子,现在有一个实验,utra-accelerated使用自然阳光紫外线集中器系统用于先进的研究。早期的概念最初提出可行性研究,发表在美国政府涂料在1999.1

产品的实际接触性能测试的网站是一个重要的和历史悠久的方法耐用性测试和生产最可靠的结果。业务的现实,然而,往往需要其他方法。实时曝光网站测试,即使加速通过使用跟踪架或镜子等集中器系统,仍然可以是一个漫长的过程。有时可能最终使用环境的范围太大,管理通过户外测试。处理这些现实,使用实验室“人工风化”(有时称为“实验室加速风化”),通常与“天然”曝光开发产品所需的临时数据业务决策。

匹配的阳光

实验室人工风化工具可用的能力大小和环境模拟功能。其中的一个显著差异是光源的性质以及如何使用它再现了户外太阳辐射等目标。这很重要不仅在可见光,还在复制精度的紫外和红外部分光谱强度和光谱匹配。没有匹配的人工光源完全阳光但有些很接近。正确过滤(制造商)氙弧放电灯被认为是“黄金标准”匹配的阳光和阳光透过玻璃。

除了光,人工风化也需要包括水分交付(相对湿度和/或雨喷雾)和温度控制空气和实际样品温度的目的为了正确地复制服务环境。实验室人工风化是高度可重复的和可再生的,是一个不错的选择相对产品的比较。同样的,它提供了加速在户外测试时间,一般4到8倍倍。但就其本质而言,实验室风化不能复制完整的天气和气候因素和周期和自然变化。

这导致标准化的测试方法或规范的问题。有成千上万的产品规范和测试标准引用人工风化。大多数不声称预测真正的长期风化性能,但作为一个最低基础相对比较和性能。重要的是要意识到,就像没有单一的气候或天气条件下,不存在“一刀切”的测试方法能够复制所有气候和适用于所有材料化学。然而,大多数充当如果有标准的方法和规范。事实上,大多数方法并不自诩复制任何特定的气候,但他们可以作为一个共同的基础比较或设置最低性能水平。通过控制环境因素在实验室人工风化试验可以模拟各种天气和气候的最终用途条件下,至少在可用的设备的能力。通过适当地选择测试的“边界条件”时,你可能会了解你的产品的行为在现实生活中在较短的时间内。

例如,您可能会发现,一个特定的炎热和潮湿的条件下涂层失去光泽但是黄色在炎热干燥的条件。或者你可能确定涂层褪色和粉笔在热带地区,但裂缝和狂热沙漠中的太阳,没有离开实验室的相对舒适。

一些材料对特定天气非常敏感的元素,比如紫外线辐射。如果人工老化试验是一个可怜的匹配阳光紫外线,测试可能会使产品显得比实际上更好或更糟。在这两种情况下我们有一个缺乏相关性,一个失败的测试来预测实际性能。旧的哲学在测试是通过自然实现加速度严重暴露在相信它将更快地实现退化,在正常情况下。虽然这有时是正确的,它往往并不和结果令人吃惊。此举monocoat油漆basecoat-clearcoat系统的汽车工业是一个生动的例子。这些早期的系统作为稳定传递了非常严重的紫外线照射测试,但很快导致灾难性的实验确定分层在成千上万的车辆。的自然条件严酷的测试改变了化学降解导致变化,没有导致实验确定分层。教训:做不同的测试并期待不同的结果。

特定波长敏感涂层的太阳辐射主要是粘结剂配方和具体的函数组成化学键。但除此之外,任何添加剂或污染物也可能photoreactive和导致退化。着色剂也可能降低可见光照射的影响导致褪色或色相转变。最后,不同的涂层颜色和基质会获得不同表面温度从太阳的红外线加热效果,从而反过来影响降解的速率和水分迁移到涂层等影响因素。所以它是“获得正确的光”的关键耐候性测试或测试你不能依靠。

“把光对”通常是领域的设备制造商和相当大的精力。这也是一个现实问题,许多传统的标准实验室测试方法,他们要么使人难以理解的需求或者干脆没有跟上测试设备的发展。例如,提高紫外线在和红外还原得到的涂层红外吸收2003年由阿特拉斯(CIRA)过滤技术,但已纳入只有几个标准。阿特拉斯的最新过滤技术和最佳光谱匹配日期RightLight™阳光,现在商用氙Weather-Ometers®。

灯光控制

正确的光与光学滤波器的改进只是故事的一部分。所有的灯和过滤器老化影响光光谱质量的特点。如果我们知道特定波长的光谱灵敏度测试材料,这将是有益的测量和控制特定的点或波长范围的光。或者我们想要使用额外的光过滤,如通过建筑或汽车玻璃,需要分析光线到测试标本。对于这些应用程序,阿特拉斯介绍了灯光控制的第一次重大创新实验室风化仪器30年来- FSM™(全谱监测)。装备Weather-Ometer FSM光谱仪,可以监视和控制任何波长或波长范围的光(在一个纳米的增量)在250 - 800纳米带。

但光光谱质量和测量并不是唯一的技术改进实验室风化。就像不同颜色温暖从太阳户外不同温度,同样应该在实验室风化测试。如果没有,可以non-predictive结果。目前的技术通常措施最坏的情况下(基于黑色涂层参考面板)的假设其他颜色将在正确的对应的温度。但这并不总是基于特定的仪器设置和性能;这可能是一个问题,特别是特效或红外吸收或反射颜料。

所以,实际监控的测试样品的温度,Atlas开发了S3T™(特定的样品表面温度)技术。这允许Weather-Ometer温度监视或控制通过使用实际的测试样本而不是一个通用的黑色面板。它允许直接的非接触式温度测量样品在曝光。这些进步促进提高使用寿命的预测基于真正的试样温度和特定的光剂量(FSM),而不是估计或理论设置点。了解如何与技术进步的能力测试以一种有意义的方式。与这种理解是更好的长期可预见性和能力使产品决策更快和更大的信心。

欲了解更多信息,请访问www.atlas-mts.com。