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客戶對涂層耐候性和外觀質(zhì)量的要求不斷提高，這促使汽車制造商和油漆供應(yīng)商開發(fā)新的涂層體系以迎合客戶的需求。然而，由于引進(jìn)新涂層體系存在潛在的風(fēng)險，因此在新涂層體系投產(chǎn)前需要做大量的試驗，這需要耗費大量的時間和資源，以減少因涂層失效而帶來的風(fēng)險。通常在將一個新的涂層體系投入實際應(yīng)用之前，汽車制造商需要對其進(jìn)行5年的佛羅里達(dá)戶外曝曬試驗。如果汽車行業(yè)有一項可靠的加速測試方法，能夠快速且準(zhǔn)確地評定汽車涂層體系的長期抗老化性，那么可以明顯縮短新涂層體系的投產(chǎn)時間。
目前，*的涂層加速老化方法是SAE J2527(替代已廢止的J1960)。該方法規(guī)定在氙燈箱內(nèi)進(jìn)行老化試驗，經(jīng)濾光片過濾后，氙燈光源產(chǎn)生與太陽光相似的光譜功率分布(SPD)；而且氙燈試驗箱內(nèi)的溫度、濕度和在油漆樣品上噴淋的液態(tài)水都能得到控制，希望能在短時間內(nèi)模擬與佛羅里達(dá)戶外曝曬相當(dāng)?shù)耐繉邮顩r。與佛羅里達(dá)戶外曝曬試驗相比，氙燈試驗箱的輻照度、溫度、潮濕時間或液態(tài)水侵蝕強度都有所增加，這被認(rèn)為是進(jìn)行加速測試。如果試圖改進(jìn)加速測試方案，則這些變量都可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以提高氙燈老化試驗與實際條件的相關(guān)性。
也有人認(rèn)為，在加速老化設(shè)備中試圖再現(xiàn)實際條件下的潛在失效是沒有意義的，因為任何市場區(qū)域(例如北美)的氣候變化范圍是非常大的。由于氣候的差異性，在一個地區(qū)觀測到的潛在失效在其他地區(qū)或許無法觀測到。另外，任何地區(qū)的氣候每年都會發(fā)生變化(比如在佛羅里達(dá)南部，每年的氣候變化是很明顯的)，所以在加速設(shè)備里再現(xiàn)所有相關(guān)環(huán)境的變化因素是不可能和徒勞的。近年來的氣候數(shù)據(jù)為用實驗室加速老化設(shè)備再現(xiàn)實際條件下的曝曬提供了支持，在很好地控制實驗室曝曬條件的前提下，考察涂層體系基本性能變化的研究取得了重大進(jìn)展。可以將從這些曝曬試驗中獲得的結(jié)果應(yīng)用到這些涂層體系在不同曝曬條件下的性能統(tǒng)計預(yù)測中，實驗室加速老化方法顯示出預(yù)測涂層體系在自然曝曬條件下的使用壽命的前景，但前提是要求有龐大的數(shù)據(jù)做支撐，而現(xiàn)代添加了穩(wěn)定劑的高耐候涂層體系在不同系列環(huán)境中的曝曬情況仍需驗證。
對于具有實際測試經(jīng)驗的涂料技術(shù)人員來說，短期內(nèi)的愿望是，通過仔細(xì)檢查和改善影響測試性和加速因素的測試條件，來改進(jìn)現(xiàn)有的加速測試方法。以前的工作結(jié)果顯示，加速測試設(shè)備中光源的光譜功率分布對加速測試結(jié)果的性有極大的影響。只有那些使用了能再現(xiàn)地面太陽光紫外波段光譜光源的試驗，才能使涂層發(fā)生的化學(xué)成分變化與戶外曝曬的相同。近，一種新的氙燈老化設(shè)備光學(xué)過濾器投入市場，該光學(xué)過濾器能模擬太陽光的光譜功率分布，使用這種光學(xué)過濾器后涂層發(fā)生的化學(xué)變化地再現(xiàn)了涂層經(jīng)戶外曝曬后發(fā)生的變化。
先不考慮曝曬因素的可變性，的加速測試必須能再現(xiàn)涂層在戶外曝曬過程中能觀測到的化學(xué)變化，大量的分析和研究已開發(fā)出多種方法來檢測這些化學(xué)成分的變化。這些方法比涂料行業(yè)常用的標(biāo)準(zhǔn)光澤測量有了很大進(jìn)步，光澤測量被證實不能充分描述底漆和面漆體系的長期老化性能。我們希望加速測試應(yīng)該不僅能夠再現(xiàn)涂層發(fā)生的化學(xué)變化，而且還可以再現(xiàn)涂層在戶外曝曬過程中能觀測到的物理失效(開裂、起泡、分層、失去光澤和顏色變化等)。
除光源之外，其他必須被再現(xiàn)的主要環(huán)境變化參數(shù)是溫度和濕度。溫度的作用被認(rèn)為是主要產(chǎn)生熱應(yīng)力以及影響老化過程中發(fā)生的化學(xué)變化的速度。
以前的工作結(jié)果已經(jīng)證明了在涂層老化過程中水的作用的多樣性。首先，水可以塑化涂層，并因此改變涂層的力學(xué)性能。第二，這種塑化作用可以增加存在于涂層結(jié)合鏈中的小分子的活性，而這些小分子對涂層體系是有害的。第三，由于多層油漆體系中的基底和每層涂層具有不同的收縮率，從而影響曝曬結(jié)果。第四，涂層失去光澤是因為涂層表面經(jīng)過戶外(雨水)或加速測試中(水噴淋)的液態(tài)水沖洗后，已降解的材料脫落所導(dǎo)致的。后，水的存在導(dǎo)致涂層的水解，油漆是容易產(chǎn)生此類老化的涂層體系。
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