涂料分為底漆、膩子、中間漆和面漆，廣泛應(yīng)用于混凝土建筑、鐵道車輛、大型鋼結(jié)構(gòu)等物體表面。施工后，涂層在物體表面形成涂膜，可以保護基底，裝飾物體。涂層的質(zhì)量取決于其物理能量指數(shù)，物理能量指數(shù)表現(xiàn)為涂層的使用壽命，即涂層對大氣的耐久性。涂料的耐久性代表了其使用價值，因此涂料的耐候性試驗可以驗證涂料的質(zhì)量。
面漆漆膜老化是指在各種氣候區(qū)域，陽光、風(fēng)、雪、雨、露、溫度、濕度、化學(xué)氣體等各種大氣因素對漆膜的破壞作用。漆膜的耐久性可以通過檢查漆膜的老化來判斷。漆膜耐久性試驗方法主要有自然暴曬和人工加速老化。自然曝曬試驗受氣候條件、地理位置和季節(jié)變化影響嚴重，且耗時較長。因此一般采用人工加速老化試驗?zāi)M自然暴曬，進行漆膜耐久性試驗。大量的自然暴曬試驗結(jié)果表明，影響漆膜耐久性的主要因素是光照、溫度、雨露。人工加速老化試驗是基于自然暴曬試驗總結(jié)出的規(guī)律，在實驗室模擬相應(yīng)的氣候因素，給出一定的加速度，以克服自然暴曬試驗耗時過長的不足。
目前我國漆膜耐久性試驗主要依據(jù)GB/T1865-2009《人工輻射暴露的油漆和清漆及氙弧輻射的人工氣候老化》和GB/T 14522-2008《機械工業(yè)用塑料、涂料和橡膠材料人工氣候加速試驗方法》。這兩個標(biāo)準采用人工加速法模擬自然氣候下光、溫度、雨露對漆膜的破壞，但這兩個標(biāo)準的關(guān)注點不同。GB/T 1865-2009采用過濾式氙弧燈光源，其光譜能量分布接近太陽光，包括紫外(uv)、可見光和紅外(IR)，光譜在295 ~ 800 nm范圍內(nèi)。同時模擬自然氣候下的溫度和降雨情況，模擬性好但加速慢。GB/T14522-2008采用熒光紫外管光源，主要產(chǎn)生紫外線能量，光譜在290 ~ 400 nm范圍內(nèi)。由于短波紫外線是造成戶外材料老化的主要因素，同時模擬了自然氣候下的溫度和露水情況，其加速性較好。熒光紫外燈管通常分為三種。UVA-340燈管模擬陽光中的紫外線，主要用于戶外產(chǎn)品的光老化測試；UVA-351燈管模擬太陽光透過玻璃的紫外線部分，主要用于室內(nèi)產(chǎn)品的光老化測試；UVB-313燈管具有更強的紫外線能量，可以加速材料的老化。快速省時，廣泛應(yīng)用于漆膜耐久性試驗。為了找出人工加速老化中上述兩種測試方法之間的關(guān)系，進行了氙弧燈和熒光紫外燈對面漆漆膜破壞作用的對比試驗。
二.測試方法概述
以濾光氙弧燈和UVB-313燈管為測試光源，在相同的氣候條件下，同時照射不同顏色的面漆漆膜。在規(guī)定時間內(nèi)測量相關(guān)數(shù)據(jù)，對比數(shù)據(jù)，分析總結(jié)兩種測試方法的關(guān)系。
三 .漆膜模板的涂層選擇和制備
面漆在涂料組成中主要受環(huán)境因素影響，因為涂料的光老化現(xiàn)象首先從面漆開始。目前，鐵路車輛等鋼結(jié)構(gòu)常用聚氨酯面漆，耐候性相對較好。因此，選擇聚氨酯面漆作為測試涂層，并選擇黑色、灰色和黃色三種具有代表性的聚氨酯面漆作為具體測試對象。漆膜模板基材選用普通碳鋼板，模板尺寸為75mmxl50mmx1mm。噴涂前，先用二甲苯或溶劑汽油將試板除油，再用砂紙除銹或去除油污，除銹等級應(yīng)達到St2.5，除銹后用丙酮清洗試板表面。漆膜采用噴涂制備，間隔24h完成兩次。漆膜總厚度為60 ~ 7O nm。噴涂過程完成后，漆膜樣品應(yīng)在23℃和50%相對濕度下放置168小時，然后才能用于試驗。
四.試驗條件
4.1氙氣弧光燈人工加速老化試驗
氙弧燈的人工加速老化試驗按照GB/TL 865—1997《色漆和清漆的人工風(fēng)化及人工風(fēng)化暴露過濾的氙弧輻射》進行。測試時黑板溫度為(65±2)℃，輻照度為0.51 W/㎡ (340 nm)，運行方式為連續(xù)光照，干燥周期為102min，浸泡時間為18 min，干燥時相對濕度為40% ~ 60%。
氙疝氣燈管
4.2熒光紫外人工加速老化試驗
熒光紫外人工加速老化試驗按照GB/T 14522-2008《機械工業(yè)產(chǎn)品塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法》進行。光照階段，黑板溫度60℃，輻照度0.68 W/㎡ (UVB-313)，光照周期4h；冷凝階段，黑板溫度為50℃，冷凝周期為4h。
五.測試結(jié)果的對比分析
5.1測試結(jié)果
同時，將黑色、灰色、黃色面漆的試樣分別放入氙弧燈老化試驗箱和熒光紫外老化試驗箱中，分別在100h、200h、500h、1000 h對面漆色差、失光、粉化、起泡等數(shù)據(jù)進行測試，測試結(jié)果表明，對于三種顏色的面漆，無論在氙弧燈老化試驗還是熒光紫外人工老化試驗中，均無起泡、無鍍金、沒斑、無污漬、無裂紋、無霉變、無脫皮、無銹蝕。
5.2比較分析
從試驗結(jié)果可以看出，同色聚氨酯面漆氙弧燈人工加速老化試驗結(jié)果與熒光紫外人工加速老化試驗結(jié)果的主要區(qū)別在于失光和粉化。熒光紫外人工加速老化試驗對面漆漆膜的損傷顯強于氙弧燈人工加速老化試驗。光損率方面，在漆膜全破壞前，熒光紫外人工加速老化的損傷率是氙弧燈人工加速老化的2 ~ 3倍；在粉化方面，熒光紫外人工加速老化的損傷速度遠快于氙弧燈人工加速老化。
以上差異是多方面原因造成的，zui主要由成膜材料和測試條件組成。
成膜物質(zhì)方面，聚氨酯面漆由成膜物質(zhì)、顏料和添加劑組成。成膜材料主要是異氰酸酯和羥基樹脂的反應(yīng)物，其中含有大量的C=C，C=C雙鍵，容易吸收紫外線而被破壞，導(dǎo)致漆膜變色、粉化。
在試驗條件方面，光源在人工加速老化試驗中對漆膜的損傷起主要作用，紫外線部分在光源中起決定性作用。氙弧燈老化試驗的光源為全光譜光源(300 ~ 800 nm)。經(jīng)過濾系統(tǒng)過濾后，紫外線輻射能量僅占總輻射能量的10%左右。熒光紫外人工加速老化試驗的光源主要是紫外輻射，占總輻射能量的80%以上。對于不同顏色的聚氨酯面漆膜，各種測試方法的測試結(jié)果在光澤損失、粉化、起泡、鍍金、斑點、污染、裂紋、霉菌生長、脫落、生銹等方面基本相同不一致主要表現(xiàn)在色差上，即灰色性能zui好，黃色性能次之，黑色性能zui差。不同顏色的聚氨酯面漆在同一人工加速老化試驗中結(jié)果不一致的主要因素是顏料，因為不同顏色對光源的吸收速度不同。顏色越深，光能吸收速度越快，色差變化越大，所以黑色色差zui大。
