比較了自然戶外暴露和氙燈加速老化試驗的結果。檢驗表明它們之間有很好的相關性。通過實驗室加速老化試驗來評價顏料和涂料體系的耐久性是可行的、可靠的。
近年來，人們越來越關注涂料中顏料的耐候老化性能。室外涂料在大氣條件下受光照、溫度、濕度等因素影響時，會出現褪色、顏色遷移、顏色強度變化等老化現象。
戶外暴露和加速老化試驗箱是測試材料耐候性的主要方法。戶外大氣老化試驗在國內外涂料行業開展已久。我國海南、廣州、敦煌等地都有不同規模的戶外暴露場地，國際上通常以美國的佛羅里達和亞利桑那、澳大利亞作為基準暴露場地。戶外暴露試驗具有真實性、廉價性和易操作性等優點。
室外暴露試驗時間比較長，需要在實驗室進行加速老化試驗。在加速老化試驗方面，除了少數日本公司還在使用碳弧燈外，主要的試驗方法是紫外線燈和氙燈。但是氙燈加速老化試驗箱并不能模擬所有的老化參數，有些測試變量很容易導致錯誤的測試結果，從而得出錯誤的結論。但室外暴露的結果可以作為檢驗加速老化試驗真實性的參考，這將使加速老化試驗更加實用。
1.測試目的
本文旨在比較自然室外曝曬和氙燈實驗室加速老化試驗方法的結果，通過實驗數據和數學計算找出兩者之間的對應關系。
2.兩種測試方法
2.1 自然戶外暴露
本研究的自然室外暴露在澳大利亞(緯度19，南半球)進行，樣品架朝北，樣品架與水平面的夾角為19°。暴露時間為24個月，在不同時間段取出樣品，測試其顏色變化。
2.2 實驗室加速試驗
2.2.1氙燈試驗箱老化原理
氙燈試驗箱可以模擬全光譜太陽光，包括紫外線、可見光和紅外線。它的優點是1a內隨時可重現，速度快，是接近太陽光源的人工光源。
氙燈產生的光譜必須被過濾以減少不想要的光譜成分。不同類型的玻璃濾光器可以用來獲得不同的光譜。常用的濾光器有三種:日光、窗玻璃和紫外線擴展濾光器。在這個實驗中，使用了日光過濾器。
大多數氙燈檢測設備通過噴水或濕度控制系統來模擬濕度的影響。噴水可以很好地模擬熱沖擊和機械侵蝕。在測試系統中，為了防止水污染樣品，測試中使用了高純度去離子水。
2.2.2氙燈試驗箱的試驗條件
在不同時間段取出待測樣品，觀察其顏色變化。
2.3樣品制備和評價方法
將彩色END1、2、3、4、5、6#六種不同的待測建筑涂料色漿按一定比例加入到標準檢測的平面外墻涂料中，達到1/25顏色的標準深度。在振蕩器上搖動3分鐘，能混合，并用100μm的金屬線在預先涂好底漆的鋁板上涂兩次。在室溫下放置5天后，進行暴露試驗。對于每種顏色的同一個測試，準備四個樣品，三個樣品投入測試，一個樣品放在標準板房。
戶外暴露共24個月，每6個月、9個月、12個月、18個月、24個月評估一次；氙燈實驗室加速試驗的試驗條件運行2000小時，樣品評價間隔期為500小時。在D65標準光源下用分光光度計與標準板比較顏色，記錄色差。目視檢查涂膜表面是否粗糙、粉化、開裂、脫落和有斑點。本實驗采用高耐候性的平面外墻涂料。經2000h氙燈照射和24個月自然暴露后，涂膜表面無失光、粉化、開裂、脫落和斑點，不影響顏色評價。
3.室外暴露與氙燈實驗室加速試驗的比較。
根據評價結果的數據，計算了室外自然暴露與氙燈實驗室加速試驗方法的相關系數rs(spearman)。相關系數是指用兩種不同的測試方法測試一組樣本所得到的測試結果之間的相關性。
相關系數rs的公式為:rs=1-6∑ d i2/[n(n2-1)]，其中n為樣本數，d i為兩列中各組的秩之差。rs越接近1，相關性越好。通過上述方法，得出氙燈實驗室自然室外曝曬與加速老化試驗結果的相關系數，并對試驗數據進行評估，解決了人們通常關心的問題——對于不同的顏料類型，如果實驗室加速試驗與室外曝曬結果的相關性足夠好，在氙燈試驗箱中測試多少小時，相當于室外曝曬多少個月的結果。
數據可以看出，無論室外曝曬還是氙燈加速測試，每個樣品的顏色都有變化，DE的值隨著測試時間的增加而增加。在計算多少個月的氙燈測試2000h小時相當于戶外暴露之前，我們需要知道它們之間的相關性。只有相關性好的情況下，計算2000h小時的氙燈測試相當于多少個月的戶外暴露才有意義。根據rs=1-6∑di2/[n(n2-1)]，得出自然室外曝曬與氙燈實驗室加速試驗的相關系數。以500h氙燈與6個月自然暴露的相關性為例。
根據公式RS = 1-6×[(1-1)2+(6-6)2+(4-5)2+(3-2)2+(5-4)2+(2-3)2]/6×(62-1)，rs=0.89。戶外暴露6個月、9個月、12個月、18個月、24個月的結果與氙燈試驗箱500h、1000h、1500h、2000h的相關性較好。樣品在氙弧燈試驗箱中測試2000h小時的顏色變化沒有在室外暴露24個月的顏色變化大。根據在氙弧燈試驗箱中測試的1000小時、1500小時和2000小時樣品的顏色變化，我們計算了每個樣品在氙弧燈試驗箱中分別測試1000小時、1500小時和2000小時時暴露在陽光下的月數，然后取算術平均值。
4.結論
室外試驗是實驗室加速老化試驗的基礎。通過本文的研究，我們認為兩者的實驗數據之間存在一定的相關性。我們進一步認識到積極開展室外老化試驗并指導實驗室加速試驗的重要性。當然，由于室外測試的地理位置、氣候變化、基材種類變化等原因，兩者的對應關系會有所不同。更重要的是，顏料和涂層是作為一個整體來測試的。不同的涂層系統會得到不同的結果。如果涂層系統、顏料類型或顏料含量中的任一一個發生變化，我們只能推測終的結果。因為這些變化可能會對終的結果產生較大的影響。
