涂料行业：
概括
本文介绍了粉末涂料耐候性测试的相关标准，讨论了测试过程中的诸多影响因素，并讨论了各种加速老化测试的相关性。
关键词：粉末涂料； 加速老化； 相关性; 评估
介绍
粉末涂料是一种不含溶剂的固体粉末涂料。 具有节约能源、资源、减轻劳动强度、涂膜机械性能良好等特点。 特别是不含有机溶剂，无污染。 受到涂料行业环保爱好者的青睐。 青睐。 近年来，粉末涂料得到迅速发展和应用，特别是热固性粉末涂料。 热固性粉末涂料中，户外粉末涂料占很大比例。 下面所说的粉末涂料一般是指户外粉末涂料。
粉末涂料固化后的涂层在户外实际使用过程中，容易受到阳光、雨水、温度、氧气、水分、沙尘等多种环境因素的影响，会出现泛黄、褪色、粉化、龟裂、起泡等老化现象。因为表面剥落会影响产品的性能和外观。
研究粉末涂料的耐候性对于评价涂料的性能、预测涂料的使用寿命、积极采取措施减缓材料的老化具有重要的现实意义，对于改性具有重要的现实意义。以及粉末涂料的开发。 本文重点讨论粉末涂料耐候性的测试。
1 耐候性测试的分类
耐候性测试一般包括以下类型：
☆气候老化测试
☆ 紫外老化测试
☆臭氧老化试验
☆热风老化试验
☆ 温度交变老化试验
☆ 湿热老化试验
☆介质老化测试
除上述测试方法外，还有耐寒测试、盐雾老化测试、防霉测试等。测试方法虽然有几十种，但在进行具体测试时，必须根据产品的最终使用环境而定。材料、材料的类型和试验目的等，以选择合适的试验方法。
气候老化试验是目前应用最广泛的测试方法。 下面提到的耐候性测试也主要以气候老化测试为主。
气候老化试验是将材料的测试样品暴露在大气环境条件下，以获得材料样品暴露在大气环境中的老化规律，进一步分析材料的性能，预测其使用寿命的研究方法。
耐候老化试验方法有两种：
☆自然暴露测试：将样品暴露在真实的大气环境中，以获得材料在真实环境中的老化行为。
优点：信息最准确，方法最有效，检测成本相对较低。
缺点：周期长，气候多变，受环境因素影响大，重现性差。
☆人工气候老化试验：在室内模拟真实大气环境或强化特定环境因素以获得材料在短时间内的老化行为的试验方法。
常用的人工气候老化试验箱有：
☆氙灯气候老化试验箱
优点：光谱分布最接近室外太阳光光谱，最接近室外自然曝晒测试。
缺点：设备价格、测试和维护成本高，安装条件和操作环境要求高，重现性比UV弱。
☆荧光紫外气候老化试验箱
优点：测试周期短而快，测试和维护成本低，对运行环境无特殊要求，重现性相对较好。
缺点：由于光谱使用的是太阳光的紫外波段，所以没有占太阳光比例较大的可见光。 因此，会造成一些材料的扭曲，即实验室加速结果与室外实际测试结果完全相反。
☆碳弧灯气候老化试验箱
这种方法是早期的测试方法，但现在除了日本的一些公司外很少使用。
影响室外测试和实验室测试的因素在下面的测试条件中描述。
影响粉末涂料耐候性试验的因素
1 底物的影响
粉末涂料基材主要由钢、铝、铁等金属部件制成。 三种材料的导热系数不同。 如果相同的粉末喷涂在不同的基材上，完全固化后，老化测试的结果会有所不同。 。
我们选取了10种高光、白色树脂粉末涂料，分别以铝、铁、钢为基材，进行喷涂、固化后制成测试样品。 根据GB/T 1865-2009标准，氙灯1500小时测试结果如下。
铝/导热系数237； 铁/导热系数80； 钢/导热系数15-18（不同合金，不同成分）；
铝的导热系数大，散热快，单位时间内残留在涂层表面的热量相对较少。 涂层的热解或热致变形变慢。 测试中，光泽损失程度较小，白色涂层的色差（△E）没有明显变化。
2 原材料的影响
粉末涂料是由树脂、固化剂、颜料、填料及一些助剂混合，经熔融挤出而成。 在固化之前，它是这些材料的混合物。 固化涂层的性能取决于这些材料的比例和稳定性。
我们先后在同一配方体系下对同一型号的不同批次的树脂、固化剂、颜料、填料进行了研究。
我们在选择同一厂家的树脂、固化剂、颜料和填料并进行批次测试后发现，一些规模较大的公司的产品比较稳定，不同批次的材料对涂料的耐候性测试影响不大。 氙灯1500小时，UVB-313 400小时测试，保光率波动±2.0%左右。
不同公司同类型的树脂、固化剂、颜料、填料；
选用不同厂家的树脂、固化剂、颜料和填料，进行批量测试。 还测试了氙灯1个氙灯1500小时和UVB-313 400小时。 保光性差异为10%至40%。 这可能是由于不同制造商之间的差异造成的。 在配方设计、生产工艺、质量控制等方面存在一定的差异，每种材料的微小差异在粉末涂料中都会被几何放大。
3 粉体配方的影响；
此外，粉末涂料根据实际应用场景分为很多类别，包括高光、哑光、砂纹、转移印花等，不同配方体系下粉末的测试结果差异很大。 而且应用环境不同，测试条件也不同。 例如，汽车行业的检测标准不适用于铝型材等建筑材料的检测。
因此，当要求某种材料的耐候性要求达到特定水平时，应特别重视粉末涂料的测试配方。 这也是为什么很多同类型的材料可以通过一些公司的耐候性要求，但无法通过其他公司的测试的原因。 这也是目前粉末涂料行业耐候性测试中存在的问题。 因为目前国内外只有方法和要求，而没有标准的测试公式。
4自然暴露测试
影响户外阳光照射的因素
暴露方法：多种安装和暴露技术可用于户外气候暴露测试。 但每种方法都有其自身的特点和局限性。 选择方法取决于材料本身或产品的应用领域。 选择适当的曝光方法可确保数据的有效性。 户外暴露的主要影响因素：
暴露地点的季节变化
以下为国外户外测试现场
国内室外测试场地
每个实验场地都有自己的气候特点，适合相应的实际使用环境或标准中的具体方法。
例如：
佛罗里达州 - 阳光充足、全年高温、年降雨量高和湿度高，气候恶劣，使佛罗里达州成为户外耐久性测试的理想地点。
亚利桑那州——是炎热、干燥、高紫外线辐射的气候环境，特别适合耐候性受恶劣条件影响的材料。 由于亚利桑那州每年的紫外线辐射总能量比佛罗里达州高出20%，亚利桑那州的测试可能会发生极端的变化，可能会导致材料尺寸的膨胀或收缩变化，特别是影响材料的这些性能：油漆颜色和光泽度、耐热老化和物理性能。
曝光角度的影响
5 人工加速老化试验
人工加速老化试验是指利用室内试验室模拟真实大气环境条件或增强某些环境因素，以在短时间内获得材料老化试验的方法。
影响人工加速老化试验的因素：
☆光源选择：
常用的人工加速老化分为：根据实验室使用的光源分为：
l 氙灯
l 紫外线灯
—UVA-340、UVA-351
—UVB-313、QFS-40
l 碳弧灯
碳弧灯是一项相对较新的技术，其光谱与太阳光有很大不同。 目前，日本的一些公司正在使用这种方法。
☆标准报价
1.粉末涂料采用氙灯加速老化试验的相关标准包括
——GB/T 1865-2009（等效ISO 11341-2004）；
——；
—GSB AL631
2、采用UV加速老化试验的粉末涂料标准目前只有GSB AL631；
3． 其他标准如ASTM G154适用于非金属材料或有机涂料，目前仅引用粉末涂料。
每个标准对辐照强度、温度、循环时间等都有详细的规定。在实际测试时，将根据产品的最终使用领域或客户的具体要求来设定使用哪个标准。 例如，氙灯测试常用的方法如下：
一般照射强度为0.51，但在汽车相关标准中，照射强度为0.35。
相关性问题：
实际的户外测试还伴随着腐蚀、风化等因素，这些因素在实验室中无法完全模拟。 因此，相关性只是一个比较接近的概念。 在实际测试条件允许的情况下，不建议使用相关系数进行评价。 尝试进行实际测试，获取真实的实验数据。 我们还做了很多测试来评估粉末涂料涂层耐候性之间的相关性。 由于粉末涂料的颜色和配方不断变化，粉末涂料比其他涂料的成分更多。 因此，与其他涂料相比，粉末涂料在加速试验中的再现性和相关性不是很好。 例如，同一批树脂制成白色高光粉末涂料，UVB、氙气、佛罗里达的相关系数可达0.9； 但在其他彩色涂料中，相关系数为0.2~0.7，有的甚至没有相关性。
因此，严格来说，在谈论相关性时，至少要考虑到所用材料的名称、生产厂家、配方组成、测试设备制造商、测试条件等详细因素。 没有这些就谈论相关性是不现实的。
综上所述
粉末涂料的耐候性测试结果受材料、配方、测试仪器、测试条件等多种因素的影响。 在粉末涂料耐候性测试或要求时，这些影响因素必须达成一致并统一，以达到测试结果更好的一致性。
来源：2018中国粉末涂料及涂料行业年会/焦金牛 王军 冯跃华（安徽神剑新材料股份有限公司）