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氙灯老化与自然曝晒测试试验对比的评估方法

作者:标准集团 添加时间:2019-06-18 10:43
本文所做研究的自然户外曝晒在澳大利亚的Allunga(纬度19°,南半球)进行,样品架朝北,与水平面之间的夹角为19°。曝晒时间为24个月,并在不同时间段取出样品,测试它们的颜色变化。

将待检测的COLORTREND1、2、3、4、5、6#共6种不同的建筑涂料用色浆,按一定的比例加入到标准检测用平光外墙涂料中,使之达到1/25颜色标准深度。在震荡机上震荡3min混匀,在预涂了底漆的铝板上用100μm线棒涂布2道。在室温放置5d后进行曝晒试验。每种颜色的同一试验各制备4块样板,3块投

入试验,1块作为标准板室内放置。
自然户外曝晒共24个月,在6个月、9个月、12个月、18个月、24个月各评估一次;氙灯试验室加速测试按表2试验条件运行2000h,样板评估间隔周期为500h。用分光光度计在D65标准光源下与标准板对比检测颜色,记录色差的值。目测涂膜表面是否有失光、粉化、开裂、脱落及斑点等现象。本试验中使用了高耐候的平光外墙涂料,经2000h氙灯及24个月自然曝晒,涂膜表面均无失光、粉化、开裂、脱落及斑点等现象,不影响颜色评判。
 
外曝晒与氙灯试验室加速测试之间的比较
根据所得评估结果的数据,分别计算了自然户外曝晒与氙灯试验室加速测试方法之间的相关系数 rs(spearman)。该相关系数指的是利用两种不同的测试方法对一组样品进行测试,所得试验结果之 间的相关性。
相关系数rs的计算公式为:rs=1-6∑ d i?/[n(n2-1)] 其中,n是样品的个数,Di是两列排序中每一组排 位数之间的差值。rs越接近于1,相关性越好。通过以上方法求出自然户外曝晒与氙灯试验室 加速老化测试结果之间的相关系数,并对试验数据进行评估,解决大家通常比较关心的问题——对于不同颜料类型,如果试验室加速测试与户外曝晒结果的相关性足够好,那么在氙灯试验箱中测试多少小时相当于在户外曝晒多少个月的结果。6种样品在户外曝晒的颜色变化(DE)的值如图4所示。
可以看出,不管是户外曝晒还是氙灯加速测试,每种样品的颜色均发生变化,而且随着试验时间的增长,DE的值都在增加。在计算氙灯测试2000h相当于户外曝晒多少个月之前,我们需要知道它们之间的相关性如何。只有在相关性好的情况下,计算氙灯测试2000h相当于户外曝晒多少个月才有意义。由rs=1-6∑di?/[n(n2-1)]计算,得出Allunga自然户外曝晒与氙灯试验室加速测试之间的相关系数。以500h氙灯与6个月自然曝晒之间的相关性为例,相关系数rs的计算方法如表3。
Allunga户外曝晒6个月、9个 月、12个月、18个月、24个月的结果与氙灯试验箱 500h、1000h、1500h、2000h各时间段的 相关性都比较好。根据图4、图5的颜色变化数据可知,在氙弧灯试验箱中测试2000h,其样品的颜色变化没有户外曝晒24个月的颜色变化大。我们以在氙弧灯试验箱 中测试1000h、1500h、2000h样品发生的颜色变化为基准,计算每种样品在氙弧灯试验箱中测试1000h、1500h、2000h分别相当于户外曝 晒多少个月,然后取其算术平均值。通过计算,其对应关系如表5所示。    
 
户外测试是试验室加速老化测试的基础。通过本文研究,我们认为两者试验数据间有一定的关联性。我们也进一步认识到积极开展户外老化测试,并用以指导试验室加速测试的重要性。当然两者之间的对应关系会因户外测试的地理位置、气候变化、底材种类的变化等而有所不同。更重要的是颜料与涂料作为一个整体进行试验。不同的涂料体系会得到不同的结果。如果涂料体系、颜料类型、或颜料含量等任意一项发生改变,我们只能对最终结果作推测。因为这些改变可能对最终结果产生较大的影响。