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程中保持必要的靈活性。
巴斯夫通過加速熱循環(huán)晶粒裂紋和拉伸測試研究了漆膜力學(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)合拉伸伸長率測試，可用于模擬戶外自然老化效果。
在現(xiàn)實(shí)世界中，來自太陽的紫外線和水可以結(jié)合起來，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，在此過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試。圖7顯示了四年暴露后的顆粒開裂等級與七天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)行拉伸伸長率測試。圖 8顯示了暴露四年后的晶粒開裂等級與霧箱中 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)室測試都在一個(gè)單一條件下探索失?。灰虼耍魏螁我粭l件測試結(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)度和伸長率測試變量以及水處理后的附著力部分的結(jié)果，并使用 MLR 來擬合晶粒開裂等級。當(dāng)我們在回歸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試條件下的應(yīng)力和斷裂應(yīng)變（如外部暴露、拉伸伸長率測試和拉伸伸長率測試變量部分所述）、附著力等級（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)際顆粒開裂等級的因素。同樣，數(shù)據(jù)通過統(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顯示了它們在 MLR 擬合中的系數(shù)。與拉伸伸長率測試變量和統(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)測的 R 平方 (Q 2 ) 為 0.879。圖11顯示了觀測和模型預(yù)測之間的良好一致性。
令人鼓舞的是，結(jié)合幾個(gè)測試結(jié)果為谷物開裂等級提供了一個(gè)更好的擬合，這是單一的實(shí)驗(yàn)室測試所不能實(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預(yù)測自然風(fēng)化條件下的谷物開裂。不幸的是，使用系數(shù)來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)我們在模型擬合中包括相關(guān)因素時(shí)，無法通過系數(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，來自多個(gè)實(shí)驗(yàn)室和加速測試方法的結(jié)果非?；靵y，并且不會(huì)產(chǎn)生容易解讀的趨勢。通過測量多種條件下的拉伸伸長率以及對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，需要對其他測試方法、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:
