外墻表面經(jīng)歷了退化的環(huán)境條件，如 強(qiáng)烈的紫外線照射、雨水和溫度波動(dòng)，導(dǎo)致老化。 涂料是低成本的解決方案，可提供數(shù)十年的保護(hù)，并防止建筑物的重大維修費(fèi)用。 涂料是低成本的解決方案，可以為建筑物提供幾十年的保護(hù)并防止大量的維修費(fèi)用。 涂料必須能夠抵御紫外線，減輕水的損害，并表現(xiàn)出所需的靈活性以保持 涂料必須能夠抵御紫外線，減輕水的損害，并表現(xiàn)出必要的靈活性，以保持與尺寸不穩(wěn)定的基材（即木材）的粘附性，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝惶熘薪?jīng)歷了熱膨脹和收縮 涂料必須能夠抵御紫外線，減輕水漬，并在尺寸不穩(wěn)定的基材（即木材）經(jīng)歷熱膨脹和收縮的過(guò)程中保持必要的靈活性。
巴斯夫通過(guò)加速熱循環(huán)晶粒裂紋和拉伸測(cè)試研究了漆膜力學(xué)，旨在將漆膜性能與外部曝曬老化數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。在本文中，我們展示了加速老化后的附著力，結(jié)合拉伸伸長(zhǎng)率測(cè)試，可用于模擬戶外自然老化效果。
在現(xiàn)實(shí)世界中，來(lái)自太陽(yáng)的紫外線和水可以結(jié)合起來(lái)，隨著時(shí)間的推移改變漆膜的機(jī)械性能。通常情況下，基材的流動(dòng)性、涂層尺寸的不穩(wěn)定性（由靜力學(xué)和熱膨脹驅(qū)動(dòng)）以及紫外線產(chǎn)生的自由基的頻率增加都會(huì)加速涂層的損壞。因此，通常使用幾種加速的風(fēng)化條件來(lái)模擬自然風(fēng)化。本節(jié)介紹了QUV，或鹽霧箱的方法，應(yīng)用于試樣，分別研究紫外線和水的損害。
拉伸測(cè)試試樣按照實(shí)驗(yàn)設(shè)置中的描述進(jìn)行準(zhǔn)備，然后將試樣放在QUV箱中。為了將光降解效應(yīng)與水損害隔離開來(lái)，在此過(guò)程中沒有使用冷凝循環(huán)。在七天的紫外線照射后，將試樣從QUV箱中取出，讓其在受控的溫度和濕度室（23°C，50%）中平衡，然后用拉伸延伸率測(cè)試。圖7顯示了四年暴露后的顆粒開裂等級(jí)與七天QUV后的室溫?cái)嗔褢?yīng)變。我們可以看到，圖中仍然沒有表現(xiàn)出強(qiáng)烈的相關(guān)性。
在這項(xiàng)研究中，使用內(nèi)部開發(fā)的霧箱方法來(lái)模擬涂層的水損壞。在霧箱內(nèi)，水霧從頂部連續(xù)噴出，所有試樣均水平放置在一塊聚烯烴基材上。在霧箱中放置 7 天后，將試樣從霧箱中取出，在控制溫度和濕度的房間（23°C，50%）中老化 1 天，然后進(jìn)行拉伸伸長(zhǎng)率測(cè)試。圖 8顯示了暴露四年后的晶粒開裂等級(jí)與霧箱中 7 天后的室溫?cái)嗔褢?yīng)變的關(guān)系。同樣，圖中沒有顯示出很強(qiáng)的相關(guān)性。
如上所示，沒有單一的拉伸伸長(zhǎng)率或加速老化試驗(yàn)與晶粒破裂有明確的相關(guān)性。在現(xiàn)實(shí)世界中，涂層的失效更可能是不同失效模式的組合效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)置部分中的所有實(shí)驗(yàn)室測(cè)試都在一個(gè)單一條件下探索失??；因此，任何單一條件測(cè)試結(jié)果與現(xiàn)實(shí)世界之間的相關(guān)性都很弱也就不足為奇了。在本節(jié)中，我們結(jié)合了拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率測(cè)試變量以及水處理后的附著力部分的結(jié)果，并使用 MLR 來(lái)擬合晶粒開裂等級(jí)。當(dāng)我們?cè)诨貧w擬合中考慮所有因素時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了良好的相關(guān)性。
使用了不同加速老化和測(cè)試條件下的應(yīng)力和斷裂應(yīng)變（如外部暴露、拉伸伸長(zhǎng)率測(cè)試和拉伸伸長(zhǎng)率測(cè)試變量部分所述）、附著力等級(jí)（如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析部分所述）和擺錘硬度作為適合17種商業(yè)涂料的實(shí)際顆粒開裂等級(jí)的因素。同樣，數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析軟件 Modde 使用其 MLR 模型進(jìn)行分析。表 3列出了晶粒開裂的重要因素，圖10顯示了它們?cè)?MLR 擬合中的系數(shù)。與拉伸伸長(zhǎng)率測(cè)試變量和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析部分中討論的單因素效應(yīng)相比，多因素回歸模型改進(jìn)了擬合，預(yù)測(cè)的 R 平方 (Q 2 ) 為 0.879。圖11顯示了觀測(cè)和模型預(yù)測(cè)之間的良好一致性。
令人鼓舞的是，結(jié)合幾個(gè)測(cè)試結(jié)果為谷物開裂等級(jí)提供了一個(gè)更好的擬合，這是單一的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試所不能實(shí)現(xiàn)的。這些結(jié)果可能指導(dǎo)我們找到一種潛在的方法來(lái)預(yù)測(cè)自然風(fēng)化條件下的谷物開裂。不幸的是，使用系數(shù)來(lái)研究因素的影響是有限的，因?yàn)橛行┮蛩厥窍嚓P(guān)的（多共線性）。例如，預(yù)計(jì)新鮮試樣的斷裂應(yīng)變與QUV暴露7天后試樣的斷裂應(yīng)變相關(guān)，如圖12所示。當(dāng)我們?cè)谀Ｐ蛿M合中包括相關(guān)因素時(shí)，無(wú)法通過(guò)系數(shù)研究每個(gè)單獨(dú)因素的貢獻(xiàn)。然而，如果該模型是有效的，它仍然可以作為晶粒開裂的預(yù)測(cè)器。
有效的外墻木器涂料如果能夠抵抗開裂和基材附著力損失，則可以顯著延長(zhǎng)木材基材的使用壽命。在小的位點(diǎn)內(nèi)，木器涂料會(huì)在涂料和木材的界面處經(jīng)受巨大的尺寸應(yīng)力，溫度和吸濕量不同。薄膜柔韌性是外墻木器涂料的必要條件，但在不同條件下測(cè)量的這種柔韌性與現(xiàn)實(shí)世界曝光的直接相關(guān)性非常弱。
我們的兩個(gè)涂料開發(fā)研究小組的單獨(dú)研究表明，來(lái)自多個(gè)實(shí)驗(yàn)室和加速測(cè)試方法的結(jié)果非常混亂，并且不會(huì)產(chǎn)生容易解讀的趨勢(shì)。通過(guò)測(cè)量多種條件下的拉伸伸長(zhǎng)率以及對(duì)水處理表面的附著力和薄膜硬度，我們能夠建立一個(gè)非常適合的預(yù)測(cè)模型。然而，由此產(chǎn)生的模型目前僅限于單一商業(yè)涂料研究的范圍。此外，需要對(duì)其他測(cè)試方法、油漆和暴露參數(shù)進(jìn)行重大驗(yàn)證和擴(kuò)展，以將預(yù)測(cè)模型發(fā)展到可以成為開發(fā)高性能外墻木器涂料的有用工具的程度。
與本文關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品:
