涂料老化機(jī)理及壽命評(píng)估方法研究進(jìn)展

趙苑，李欣

(廣州合成材料研究院有限公司，廣東廣州510665)

涂料作為一種基本防護(hù)材料，其使用壽命對(duì)被防護(hù)的結(jié)構(gòu)體的使用影響重大，其老化性能及使用壽命直接影響了被保護(hù)體的使用性能及壽命，其老化性能在一定程度上代表了該涂料的真正使用價(jià)值，是涂料性能的綜合表現(xiàn)。涂料的老化會(huì)導(dǎo)致意外的或過(guò)早出現(xiàn)的產(chǎn)品故障，使每年數(shù)以億計(jì)的資金用于維護(hù)和更換大部分因暴露在戶外而老化的產(chǎn)品。但相對(duì)于橡膠、金屬材料等經(jīng)過(guò)研究有計(jì)算使用年限的經(jīng)驗(yàn)公式，涂料由于其多樣性沒(méi)有通用的經(jīng)驗(yàn)公式，國(guó)內(nèi)外目前也還未有關(guān)于涂料老化機(jī)理及壽命評(píng)估方面的全面、詳實(shí)的研究與總結(jié)。因此，研究涂料的老化機(jī)理，涂料各個(gè)組分間的相互作用及對(duì)整體性能的影響，總結(jié)國(guó)內(nèi)外對(duì)涂料行業(yè)壽命評(píng)估方面的研究，對(duì)各種涂料的制備和檢測(cè)都有十分積極的指導(dǎo)作用。

1 涂料老化機(jī)理分析

1.1 影響涂料使用壽命的因素

影響涂料使用壽命的因素主要可以分為以下幾種:(1)內(nèi)在因素:涂料主要化學(xué)物質(zhì)本身化學(xué)結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及涂料配方條件等;(2)外在因素:物理因素，包括熱、光、高能輻射和機(jī)械應(yīng)力等;化學(xué)因素，包括氧、臭氧、水、酸、堿等的作用;生物因素，如微生物、昆蟲(chóng)的作用。涂料發(fā)生老化是由內(nèi)外因素綜合作用的極為復(fù)雜的過(guò)程。［1］

涂料是一個(gè)復(fù)雜的混合物體系，當(dāng)涂料的基本種類確定后，影響其使用壽命的主要因素如表1所示。［2］

表1 各種因素對(duì)涂層壽命的影響Table 1 Effects of factors on the service life of the coating

在上述因素中，雖然表面處理、涂裝層數(shù)和厚度、涂裝方法和技術(shù)等因素對(duì)涂層使用壽命的影響較大，但是，這些因素也較容易人工控制及確定規(guī)范，同類品種涂料的質(zhì)量也有嚴(yán)格的質(zhì)量控制規(guī)范。而環(huán)境因素則是千變?nèi)f化且不能為人工所控制，涂料的最基本的作用又是保護(hù)基體以應(yīng)對(duì)嚴(yán)酷的自然環(huán)境變化，因此，自然環(huán)境下涂料老化的機(jī)理是最具有研究意義的方向。

除上述因素外，影響涂層使用壽命的因素還有很多，如涂層與基體的粘接作用、涂層抗介質(zhì)滲透能力、涂料中顏料防蝕作用的發(fā)揮程度和涂層缺陷等。［3］

1.2 影響涂層使用壽命的環(huán)境因素

引起涂層老化最主要的環(huán)境因素主要有三個(gè)，分別是:太陽(yáng)輻射(光能)、溫度和水分(濕度)。這些因素與二級(jí)因素，如空氣污染物、生物現(xiàn)象和酸雨等相結(jié)合，共同作用就會(huì)使涂層產(chǎn)生老化現(xiàn)象。［4］

1.2.1太陽(yáng)輻射(光能)

太陽(yáng)輻射通?？煞譃?個(gè)主要波長(zhǎng)范圍:紫外線、可見(jiàn)光和紅外線，表征太陽(yáng)輻射的兩個(gè)重要參數(shù)是輻射強(qiáng)度和光譜分布，不同緯度、海拔高度、大氣狀況對(duì)這兩個(gè)參數(shù)有重要影響。太陽(yáng)輻射中，紫外線輻射對(duì)涂料破壞最大，而且波長(zhǎng)越短，涂層對(duì)其的吸收率也越大，同時(shí)波長(zhǎng)越短，其光子包含的能量就越大，對(duì)化學(xué)鍵破壞的能力也越大。不過(guò)波長(zhǎng)小于290nm的紫外線均可被大氣層中的臭氧所吸收，到達(dá)地面的是波長(zhǎng)大于290nm的太陽(yáng)輻射。盡管如此，波長(zhǎng)為300nm的光能量相當(dāng)于95kcal/mol，較C－C鍵的離解能83.1kcal/mol大，如果吸收300nm左右的波長(zhǎng)，還是會(huì)產(chǎn)生高分子中－C－C－結(jié)合的斷裂，破壞涂層材料的化學(xué)性質(zhì)，致使涂層產(chǎn)生老化現(xiàn)象。［5－6］

1.2.2溫度

涂層暴露于太陽(yáng)輻射下時(shí)，其所處環(huán)境的溫度會(huì)影響輻射作用，光化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)隨溫度的升高而加快。通常情況下，材料溫度每升高10℃，光化學(xué)反應(yīng)速率就會(huì)加快1倍。高溫還會(huì)加速涂層內(nèi)部的一些化學(xué)反應(yīng)，加速交聯(lián)、熱降解等反應(yīng)的發(fā)生。［7］并且，環(huán)境中的溫度的變化引起的冷熱變化會(huì)引起涂膜內(nèi)外應(yīng)力的變化，導(dǎo)致涂膜變形，與底材的附著力變?nèi)?，影響涂層的使用。在相同環(huán)境下，不同顏色的涂層所達(dá)到的表面溫度也是不一樣的，顏色越深，溫度越高。［8］因此，溫度對(duì)涂層壽命影響的情況是非常復(fù)雜的，要根據(jù)涂料本身的材料、顏色、使用環(huán)境、基材等情況綜合分析判斷。

1.2.3水分(濕度)

水對(duì)涂膜老化影響很大，化學(xué)上，水分子會(huì)參與氫鍵的二次鍵合的斷裂與酯鍵的一次鍵合的加水分解，促進(jìn)材料的降解過(guò)程，特別是以含有易水解基團(tuán)(如酰胺基、酯基、縮醛基等)的聚合物作為主要材料的涂料，很容易發(fā)生水解變性，對(duì)潮濕環(huán)境特別敏感。物理上，吸收水汽，涂層表面體積會(huì)發(fā)生膨脹，對(duì)干燥的底層施加一定應(yīng)力，表層晾干之后將出現(xiàn)體積收縮，如此水合與脫水的交替出現(xiàn)會(huì)使涂層表面龜裂或起泡。如果環(huán)境溫度較低且變化不定，則結(jié)冰與解凍的循環(huán)也會(huì)導(dǎo)致涂層剝離、開(kāi)裂或脫落，造成涂膜性能下降，特別是含有親水基團(tuán)(如羥基、羧基等)的聚合物容易吸水受潮，對(duì)涂膜的影響較大。而且，水的滲透會(huì)將一部分氧氣送入涂膜內(nèi)部，促使涂層內(nèi)部氧化降解反應(yīng)的發(fā)生，促使涂膜發(fā)生粉化。［9］

另外，若相對(duì)濕度相同，溫度越高，則絕對(duì)濕度越大，水氣擴(kuò)散對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)的涂膜的損害影響越大;絕對(duì)濕度相同，溫度越低，則相對(duì)濕度越高，水分滲透和凝露對(duì)涂膜的破壞力增強(qiáng)。經(jīng)試驗(yàn)證明:在40℃、RH為98%到100%的條件下的腐蝕速率是自然條件下的20～25倍;在50℃、RH為98%到100%的條件下的腐蝕速率是自然條件下的60～75倍。［10］因此，實(shí)驗(yàn)室可模擬自然環(huán)境進(jìn)行加速試驗(yàn)，以推算出涂料的使用壽命。

1.2.4其他因素

大氣中的某些氣體或污染物，如SOx、NOx、Ox、霉菌等，對(duì)涂層的老化作用也是不可低估的。［11］酸雨會(huì)引發(fā)全新的反應(yīng)，灰塵可以改變涂層對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收特性，在適宜的溫度和濕度條件下，霉菌和細(xì)菌等微生物能使涂膜長(zhǎng)霉，甚至發(fā)生聚合物的降解，從而導(dǎo)致涂膜的老化。熱帶和亞熱帶地區(qū)使用的涂料發(fā)生長(zhǎng)霉現(xiàn)象的比較多。試驗(yàn)證明:聚氯乙烯、三聚氰胺樹(shù)脂、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂等涂料會(huì)發(fā)生輕微長(zhǎng)霉現(xiàn)象，而聚苯乙烯、聚乙烯樹(shù)脂等涂料不容易長(zhǎng)霉。［12］

2 壽命評(píng)估方法研究進(jìn)展

2.1 涂料壽命評(píng)估方面存在的困難［13］

(1)涂料品種不同之壽命差異程度。不同品種涂料之間，樹(shù)脂種類有所不同，高分子材料本身的結(jié)構(gòu)都具有自己的特性，對(duì)于不同環(huán)境的耐受性也千差萬(wàn)別，再加上配方組成的不同以及生產(chǎn)過(guò)程的差異，它們經(jīng)受腐蝕環(huán)境或介質(zhì)的能力就有很大差別，因此，其使用壽命就存在不同，而且，這種不同之處是很難用一個(gè)統(tǒng)一的理論或是公式來(lái)概括和研究的，也無(wú)法用統(tǒng)一的試驗(yàn)方法來(lái)推算它們的使用壽命。

(2)同類涂料產(chǎn)品質(zhì)量之差異對(duì)壽命的影響。即使是同類產(chǎn)品，由于樹(shù)脂組成和分子結(jié)構(gòu)的不同、配方的差異、生產(chǎn)工藝的差別、儲(chǔ)存時(shí)間的差別等等，往往使得同類涂料使用壽命也存在差異，有時(shí)這種差異還是十分巨大的。因此，即使是同類涂料，在不了解其配方、樹(shù)脂結(jié)構(gòu)等情況下，也需要設(shè)計(jì)與其材料狀況相匹配的試驗(yàn)對(duì)比，并且了解其使用環(huán)境，才能相對(duì)準(zhǔn)確地界定其使用壽命。

(3)涂料在不同環(huán)境條件下的壽命差異。同樣的一種涂料，其使用環(huán)境可能千差萬(wàn)別，它可能在中國(guó)的東北，經(jīng)受凍融的考驗(yàn)，也可能在中國(guó)南方，經(jīng)受日光暴曬的檢驗(yàn)，如果在沿海使用，還要檢驗(yàn)?zāi)望}霧、耐濕熱的承受力等。因此，推算一種涂料的使用壽命時(shí)，一定要清楚了解它將要被使用在哪個(gè)環(huán)境里，才可以根據(jù)其實(shí)用環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比試驗(yàn)。

2.2 涂料老化的主要特征

涂料的老化現(xiàn)象很多，歸納起來(lái)主要有以下四個(gè)方面:(1)外觀的變化如龜裂、長(zhǎng)霉、沾污、失光、變色、粉化、起泡、剝落等;［14］(2)物理化學(xué)性能的變化如比重、玻璃化溫度、分子量、吸光性、耐溫性等;(3)機(jī)械性能的變化如附著力、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度耐磨強(qiáng)度等;(4)電性能的變化如絕緣電阻、介電常數(shù)、擊穿電壓等。

涂料在老化過(guò)程中，不可能同時(shí)出現(xiàn)上述所有的變化和現(xiàn)象。在涂料老化試驗(yàn)與評(píng)價(jià)時(shí)，一般要從使用的需求出發(fā)，抓住關(guān)鍵指標(biāo)，以性能下降到一定程度或綜合評(píng)級(jí)達(dá)到某一級(jí)作為評(píng)價(jià)判據(jù)。［15］

2.3 實(shí)驗(yàn)室涂料壽命評(píng)估試驗(yàn)

進(jìn)行涂料老化試驗(yàn)主要有兩類方法:一類是在典型或嚴(yán)酷的自然環(huán)境下進(jìn)行老化試驗(yàn)，如大氣老化試驗(yàn)、土壤試驗(yàn)、海水試驗(yàn);另一類是在實(shí)驗(yàn)室用儀器設(shè)備來(lái)模擬特定的環(huán)境條件，并按需要強(qiáng)化某些因素，在短期內(nèi)獲得試驗(yàn)結(jié)果，主要有針對(duì)太陽(yáng)輻射、溫度、濕度、有害氣體、霉菌等來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法。

涂層戶外使用所處的環(huán)境有鹽霧、濕熱、光老化、化學(xué)腐蝕等。壽命估算應(yīng)該能盡量考慮現(xiàn)實(shí)環(huán)境中各影響因素，再進(jìn)行室內(nèi)腐蝕加速試驗(yàn)和戶外暴露試驗(yàn)的比對(duì)工作，找出它們之間相關(guān)性。因此，可以在實(shí)驗(yàn)室模擬戶外老化環(huán)境，進(jìn)行加速試驗(yàn)，由此推斷出涂料的使用壽命。

2.3.1 鹽霧試驗(yàn)

耐鹽霧性指涂膜抵抗模擬海洋大氣含鹽水霧腐蝕的能力，是海上或近海設(shè)施用涂膜的基本要求，也是底漆、防銹漆防銹性能的考核指標(biāo)。鹽霧試驗(yàn)用來(lái)鑒定材料的防電化學(xué)腐蝕的性能，主要分為中性鹽霧試驗(yàn)、乙酸鹽霧試驗(yàn)、銅加速乙酸鹽霧試驗(yàn)三種。［16］

當(dāng)鹽霧的微粒沉降附著在材料的表面上，便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液，在一定的溫濕度條件下，溶液中的氯離子通過(guò)材料的微孔逐步滲透到內(nèi)部，引起材料的老化或金屬的腐蝕。［17］

宋雪曙總結(jié)了海洋采油平臺(tái)用防腐蝕涂料對(duì)壽命評(píng)估的要求，他指出，海洋采油平臺(tái)用防腐蝕涂料其使用壽命需要在10～15a以上，要求具有良好的物理、力學(xué)、化學(xué)、施工性能，其中，鹽霧試驗(yàn)為驗(yàn)證其使用壽命的最主要的方法。一般來(lái)說(shuō)，防腐涂料進(jìn)行4000h鹽霧試驗(yàn)后未出現(xiàn)起泡、開(kāi)裂、剝落、附著力變小等現(xiàn)象，就說(shuō)明此種涂料可以在海洋環(huán)境中使用10a以上。［18］

Pavlo Shevchuk等以粘結(jié)性和附著力為主要判定指標(biāo)，分階段建立了金屬基涂層在海洋環(huán)境中老化的物理數(shù)學(xué)模型。對(duì)于每一個(gè)階段，分析了其中的線性和非線性問(wèn)題，并提供了解決方案，設(shè)定了一套分析程序。該模型不僅能預(yù)測(cè)涂層的使用壽命，還可以通過(guò)優(yōu)化新涂層的某些參數(shù)，達(dá)到提高耐久性目標(biāo)。［19］

2.3.2 濕熱試驗(yàn)

在大氣環(huán)境下，溫度(熱)和濕度(水分)是客觀存在的因素，且變幻不定，不可控制。而有些涂料又是在高溫高濕的環(huán)境中存儲(chǔ)、運(yùn)輸或使用。因此濕熱老化試驗(yàn)具有很高的實(shí)際意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。高溫下的水汽對(duì)高分子材料具有一定的滲透能力，在熱的作用下，這種滲透能力更強(qiáng)，能夠滲透到材料體系內(nèi)部并積累起來(lái)形成水泡，從而降低了分子間的相互作用，導(dǎo)致涂料的性能老化。濕熱老化試驗(yàn)一般使用濕熱試驗(yàn)箱，它能提供標(biāo)準(zhǔn)無(wú)污染的大氣環(huán)境(試驗(yàn)氣體由N2，O2，CO2和水蒸氣組成)，溫度40℃～60℃，相對(duì)濕度90%以上。［20］

焦廣旭等研究室溫硫化硅橡膠涂料的老化情況，他們發(fā)現(xiàn)，同種涂料，當(dāng)其處于在公路、鐵路、田地、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等輕污染地區(qū)的使用壽命為7～10a，甚至更長(zhǎng);而經(jīng)常處于霧、露、毛毛雨等長(zhǎng)時(shí)間極度潮濕的天氣條件下時(shí)，其使用期則要縮短很多，以5～7a為宜。［21］因此，在設(shè)計(jì)涂料的壽命評(píng)估試驗(yàn)時(shí)，一定要考慮到此涂料最常被使用的環(huán)境，確定是否要進(jìn)行耐濕熱試驗(yàn)。

2.3.3 光老化試驗(yàn)

光老化試驗(yàn)又稱人工加速耐候試驗(yàn)，其根據(jù)使用光源的不同，可以分為四種類型:氙燈、金屬鹵素?zé)簟⒆贤鉄晒鉄艉吞蓟?。產(chǎn)品鑒定檢驗(yàn)和質(zhì)量仲裁多采用氙燈法;金屬鹵素?zé)舳嘤糜诖笮驮O(shè)備(汽車和電工電子產(chǎn)品)的整機(jī)加速耐候試驗(yàn)，對(duì)場(chǎng)地和設(shè)備的要求較高;紫外熒光燈的加速性好，測(cè)試周期短，適合產(chǎn)品研究的定型試驗(yàn)。其中氙燈和金屬鹵素?zé)舻墓庾V能量與太陽(yáng)光的模擬性較好，氙燈是目前最通用的人工加速耐候試驗(yàn)所用光源，研究的成果也較多。碳弧燈對(duì)太陽(yáng)光的模擬性差，目前已很少采用。［10］

顏景蓮對(duì)三種聚酯粉末涂料在拉薩、敦煌和廣州的戶外自然環(huán)境條件下進(jìn)行一年半的自然暴露試驗(yàn)，考察其老化性能，比較了不同氣候條件對(duì)其老化性能的影響。在自然老化試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了加速老化試驗(yàn)，考察加速老化試驗(yàn)與自然暴露試驗(yàn)之間的相關(guān)性。他以失光、變色和附著力下降為主要考察指標(biāo)，得出以下結(jié)論:對(duì)比自然暴露試驗(yàn)和人工加速試驗(yàn)，就光澤來(lái)說(shuō)，紫外試驗(yàn)的相關(guān)性良好，加速非?？?，氙燈試驗(yàn)加速不明顯;從色差來(lái)看，紫外試驗(yàn)試樣與在廣州地區(qū)的表現(xiàn)相關(guān)性良好，而氙燈試驗(yàn)跟拉薩和敦煌兩地的相關(guān)性良好;綜合考慮光澤和色差，則沒(méi)有一個(gè)能較好地同時(shí)跟三地相關(guān)性都比較好的方法，針對(duì)廣州地區(qū)紫外方法可能比較合適，而在敦煌和拉薩，氙燈對(duì)于色差有一定的相關(guān)性，但是光澤的相關(guān)性不好。因此，選擇人工試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)綜合考慮要考察的指標(biāo)跟實(shí)際的使用環(huán)境條件進(jìn)行選擇。［22］

萬(wàn)里鷹等研究了聚氨酯涂料的人工加速老化行為，通過(guò)氙燈老化試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光降解結(jié)果致使分子量減小，強(qiáng)度降低，這是因?yàn)樵诠饨到膺^(guò)程中，通過(guò)自由基的鏈?zhǔn)浇到夥磻?yīng)，聚合物的部分分子鏈在氙燈下發(fā)生斷裂，致使材料的強(qiáng)度降低。樣品經(jīng)過(guò)一周的氙燈老化試驗(yàn)，出現(xiàn)了變黃、裂紋等現(xiàn)象，拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率也急劇下降，說(shuō)明此種涂料不宜被使用在戶外光照環(huán)境中。［23］

孫紅堯等對(duì)一種氟碳耐候涂料進(jìn)行了壽命推算，發(fā)現(xiàn)紫外線的能量是聯(lián)系戶外暴曬和人工加速暴露的主要因素，紫外耐候試驗(yàn)機(jī)照射216h大致比得上戶外暴露1a的紫外線量。因此，人工加速老化試驗(yàn)與戶外暴曬試驗(yàn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以作為參考和相對(duì)比較，對(duì)涂料的使用壽命做一個(gè)大概的推斷。他們使用美國(guó)產(chǎn)QUV型紫外光老化試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)等效采用ISO 4892－3:1994，發(fā)現(xiàn)大致可以認(rèn)為紫外人工加速老化100h～150h相當(dāng)于戶外暴露1a。V.T.Wallder等報(bào)道，在氙燈耐候性試驗(yàn)機(jī)(美國(guó)Atalas型)中暴曬100h大約相當(dāng)于戶外暴曬1a。［24］

Olga Guseva等以失光為主要指標(biāo)，通過(guò)耐熱、氙燈、紫外等試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)飛機(jī)涂層的使用壽命，建立了復(fù)雜的涂層壽命預(yù)測(cè)模型，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)比試驗(yàn)，可計(jì)算模型中的各個(gè)系數(shù)，從而較為精準(zhǔn)的推算飛機(jī)涂層的使用壽命。［25］

Samuel Brunner等介紹了一個(gè)新的人工加速老化裝置，用于進(jìn)行漆膜的壽命評(píng)估。該裝置有八個(gè)相互獨(dú)立的老化室，每個(gè)老化室的紫外線輻射情況、溫度、濕度和污染物都可以分別控制。該裝置可以模擬酸雨、沿海、火山噴發(fā)后周邊環(huán)境、平流層環(huán)境等各種條件，目前已被用于飛機(jī)涂層的壽命預(yù)測(cè)。此裝置相對(duì)于現(xiàn)有的人工加速老化裝置，能夠更好地模擬自然條件，為涂料的壽命預(yù)測(cè)提供了新的機(jī)遇。［26］

David R.Bauer指出，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室人工加速老化預(yù)測(cè)漆膜壽命試驗(yàn)前，首先要了解清楚幾個(gè)變量:(1)環(huán)境要素變量:如環(huán)境是否有腐蝕性，是否有風(fēng)蝕情況及這些要素的出現(xiàn)頻率等，確定這些變量對(duì)光氧化的影響率;(2)涂層對(duì)光氧化的敏感性;(3)關(guān)鍵變量的可控性，如環(huán)境中光照輻射的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、溫度分布、濕度等。他們針對(duì)這些變量，設(shè)計(jì)了三組模型，利用這些模型，在特定的溫度和濕度下，通過(guò)測(cè)量光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)分布，可預(yù)測(cè)涂層在戶外暴露，并能保持其優(yōu)良性能的時(shí)間，即其使用壽命。［27］

2.3.4 化學(xué)腐蝕試驗(yàn)

耐化學(xué)腐蝕性指涂膜耐酸堿、溶劑、溶劑油、油脂、化學(xué)藥品的能力，是防腐蝕涂料的主要檢測(cè)指標(biāo)。它經(jīng)常與鹽霧試驗(yàn)和耐水性試驗(yàn)等一起進(jìn)行以綜合評(píng)定漆膜的抗腐蝕能力。［28－29］

2.3.5 耐溫變?cè)囼?yàn)

耐溫變性考查的是涂膜在驟冷驟熱作用下的穩(wěn)定性，其表觀破壞現(xiàn)象是脆裂和脫落，它首先是航空航天涂料的重要控制指標(biāo)，其次是在晝夜溫差很大的環(huán)境條件下使用的涂料的要求;最后，也是考核全球性出口機(jī)械產(chǎn)品涂膜性能，能否經(jīng)受運(yùn)輸過(guò)程中的冷熱氣候變化的重要技術(shù)指標(biāo)。溫度的差異及變換的速率由涂料的具體使用場(chǎng)所而定，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯?。?0］

2.3.6 耐霉菌試驗(yàn)

霉菌是一種微生物，霉菌新陳代謝的排泄物(有機(jī)酸)會(huì)導(dǎo)致材料的失效。為了評(píng)價(jià)材料的長(zhǎng)霉程度，通常采用人工抗霉試驗(yàn)。霉菌試驗(yàn)常用的菌種有:黑曲霉、黃曲霉、雜色曲霉、青霉、球毛殼霉等。因?yàn)椴煌牧纤幁h(huán)境不同，易遭受到侵蝕破壞的霉菌種類也有所不同，因此對(duì)不同的高分子材料應(yīng)選用不同的試驗(yàn)菌種。人工抗霉試驗(yàn)的周期為28d。目前常采用霉菌老化試驗(yàn)箱，該試驗(yàn)箱是在一定的溫濕度條件下通過(guò)培養(yǎng)真菌來(lái)試驗(yàn)高分子材料產(chǎn)品的抗菌老化能力。［31－32］

彭紅等分析了防霉劑防霉效力的測(cè)試方法以及國(guó)內(nèi)外漆膜防霉性能測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出了水性涂料漆膜防霉效力測(cè)試應(yīng)采用人工環(huán)境長(zhǎng)霉試驗(yàn)方法，探討了國(guó)內(nèi)外水性涂料防霉標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法中有待解決的問(wèn)題，并提出涂料的防霉性測(cè)試一般是與其他實(shí)驗(yàn)一起進(jìn)行來(lái)綜合評(píng)定涂料的性能以預(yù)測(cè)其使用壽命。［33］

3 結(jié)論

對(duì)于給定的涂料，實(shí)驗(yàn)室老化的結(jié)果是可以重復(fù)的、重現(xiàn)的，而不同地域、不同時(shí)間的自然環(huán)境是變化的，不可能重復(fù)和重現(xiàn)，因此兩者間的絕對(duì)相關(guān)性是不存在的，因此實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行哪些加速試驗(yàn)?zāi)艹浞帜M自然條件是沒(méi)有規(guī)律可尋的，也就是說(shuō)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行多少個(gè)小時(shí)相當(dāng)于自然環(huán)境多少年的通用答案也是沒(méi)有的。但是對(duì)于給定的自然環(huán)境及涂料，通過(guò)設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法，可保證與自然老化的老化機(jī)理基本一致，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室與自然環(huán)境試驗(yàn)的相互比對(duì)，有望得出一個(gè)令人滿意的壽命范圍。另外，實(shí)驗(yàn)室與自然環(huán)境比對(duì)老化數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，對(duì)不同種類及使用環(huán)境下涂料使用壽命推算的試驗(yàn)條件選擇有很大的幫助，目前廣州合成材料研究院有限公司正在進(jìn)行相關(guān)的研究和數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，會(huì)在涂料壽命推算方面給予技術(shù)支持。

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