自人类出现以来，人们就在无意中测试涂层对环境暴露的抵抗力，这已经有100多年的历史了。耐光性和耐候性测试的颜色和外观性能，如褪色，色差和光泽损失，以及物理性能，如粘附或开裂是必要的，原因有很多。这些测试可用于评估新成分、配方、技术和应用;对竞争产品进行基准测试;满足客户、行业或法规的要求;或了解产品责任和保修问题，以及其他需求。

然而，由于几个重要因素，对更好(例如，更快，更可预测)的材料和产品耐候性测试的需求正在增长。188金宝搏bet官网其中主要有:

·由于环境和健康安全立法或降低成本的举措，经常改变配方，如颜料化学和低voc含量;
·从新的供应商或地区(如“Chindia”)采购或生产原料或产品;
·除装饰和保护外，涂料的新“功能”作用;
·产品暴露在恶劣环境中增加，例如在建筑物中使用更多的自然采光、“移动”一代、产品分销和终端使用的全球化;
·提高了客户对质量的期望，特别是对优质品牌;而且
·更快的上市时间，更少的产品测试时间和资源，竞争压力。

让我们更仔细地探讨其中一些问题。

配方的变化

法规要求迫使涂料配方改变。例如，欧盟指令限制某些着色剂，如偶氮染料、镉和六价铬颜料等;减少VOC的立法也是一个重要的推动因素。例如，一家合同办公家具公司的涂层文件柜出现了严重的褪色和色相转移问题，因为他们从传统的颜色切换到耐光性差的“绿色”颜色。

原材料或188金宝搏bet官网成品往往是从新的供应商采购的，这往往会带来意想不到的后果。一家高档窗户时装制造商开始从中国采购白色油漆木百叶窗。

一些生产批次是好的，但随机批次在安装后出现严重的黄色变色。该问题被追溯到涂料制造商为了省钱，从公开市场采购劣质的白色二氧化钛颜料。

有时产品被用于新的和创新的应用，如在市场或地区没有预料到。一家厨柜制造商在一个新的家庭开发项目中安装了白色的食品柜门后，就面临着一个重大问题。门的颜色变化相对较小，但与“纯白色”——一种不同的涂层配方——木框相比非常明显。在美国南部一个太阳辐射很强的州建造房屋时，这些橱柜被安装在那里，超出了制造商正常的北部分销区域，问题很快就浮出水面。

即使是不适合长期直接暴露在天气中的涂料也会有问题。在新英格兰各州，一家通过大型家居装修商店销售预涂外墙木饰板的供应商遇到了重大问题。该产品由来自南美的低成本、快速生长的辐射松制成，有一层工厂应用的白色底漆。不幸的是，底漆看起来像面漆，该产品被广泛安装为完成的房屋装饰，造成严重的翘曲、拔罐和开裂。由于大多数涂层失效都是由于使用或安装不当造成的，因此制造商最好测试产品对不适当应用的“鲁棒性”是否不足，如不良基材、恶劣天气等，或测试特定涂层的表面准备要求。

产品测试

比较测试
有许多暴露测试工具可用于评估涂料的耐候性。然而，这些工具可以以各种方式从涂层中获取信息。例如，最容易理解的测试是比较测试，或者“把它放出来看看会发生什么”方法。在这种情况下，各种测试样品暴露在自然、人工或加速风化条件下，并在不同的点进行评估或比较，通常直到失效。然而，所得到的信息通常是有限的，而且往往是提出问题而不是回答问题。例如，在其他气候条件下，测试样本的排名如何?他们是如何失败的，为什么会失败?

实验设计
下一个层次，设计实验，可以测试一系列的因素-包括产品配方和气候因素-在一个有组织的，系统的方法。这样可以最大限度地减少通常困难、耗时或昂贵的测试，并提供更多可用的信息。它需要更多的信息和规则来设计和实现，但可以提供在比较测试中无法获得的“交互效应”等数据。

强制降解
最后，“强制退化”测试，使用可能比实际情况更严重的应力条件，可用于检测产品的敏感性或弱点，并确定产品对各种条件的“稳健性”。

从测试中得到的信息量与投入的努力成正比。适当的测试可以为改进产品、降低材料成本、改进流程、开发新市场和应用、确定产品保修和寿命预期以及提供有竞争力的信息来推动业务提供宝贵的数据。

耐候性测试工具

产品的耐候性测试通常是将产品暴露在预期的服务环境中，或者更准确地说，暴露在环境中。这可能是在真实世界的情况下，在正式的私人或商业暴露测试场所，或在受控的实验室模拟条件下。对于户外曝光，可以使用各种基材的“贸易”板，或准备好的测试券，如涂漆的金属板或特殊样品。这些通常会被贴在各种标准类型的朝南(在北半球)曝光架上，角度从近水平到垂直，这取决于许多因素，如产品最终使用方向(例如屋顶与墙壁涂层)，曝光测试地点位置纬度和一年中的时间(太阳天顶角)。样品可以直接暴露在阳光和天气下，也可以用不同类型的玻璃保护，以评估室内使用情况。

为了提供“特殊情况”的条件，室外曝晒可以在温度和湿度较高的专用柜中进行，或者安装在跟随太阳的跟踪架上以加速阳光曝晒。特殊的太阳能跟踪和聚光系统，使用镜子的太阳曝光加速也是可能的。盐雾腐蚀、水浸泡或冻融循环等其他测试通常可与常规暴露相结合或交替进行。

户外测试曝露商业场所可在各种气候和地理条件下使用，但往往位于赤道以北15º至35º纬度之间的热带和亚热带或干燥沙漠地区。潮湿潮湿的地区，如基准佛罗里达州南部，已被证明对有机涂料非常严重。但是，当地的情况永远无法完全复制或模拟，因此Atlas创建了一个全球曝光网络，包括20多个地点，最新的地点位于印度金奈。

室外测试很耗时，暴露相对不受控制，但对于最终验证任何加速风化测试是绝对必要的。室外加速风化技术已经取得了进展，如ASTM G 90集中菲涅耳反射系统。EMMA®和EMMAQUA®设备由Atlas ' DSET实验室亚利桑那州测试基地发起，使用跟踪镜将自然太阳辐射集中到测试样品上。事实证明，它们在测试汽车、航空航天和建筑涂料等高耐久性涂料系统方面特别有用。这些设备在温度控制和水分输送方面都取得了重大进展。AAMA 624-07，纤维增强热固性型材上高性能有机涂料的自愿规范性能要求和测试程序，是一项新标准，利用新的温控Emmaqua作为传统的五年南佛罗里达室外暴露测试的替代方案。

超高自然阳光浓度的研究工作仍在继续，以进一步加快测试时间。例如，Atlas现在有一个实验性的超加速紫外线浓缩器系统，利用自然阳光进行高级研究。概念可行性的早期证明最初是在1999年美国政府对涂料的研究中提出并发表的

在测试现场测试产品的真实暴露性能是一种重要的、历史悠久的耐久性测试方法，可以产生最可靠的结果。然而，商业现实往往需要其他方法。实时曝光现场测试，即使通过使用跟踪架或镜面聚光系统进行加速，仍然可能是一个漫长的过程。有时，可能的最终使用环境的范围太大，无法通过室外测试进行管理。为了应对这些现实情况，使用实验室“人工风化”(有时被称为“实验室加速风化”)，通常与“自然”暴露相结合，以开发做出产品业务决策所需的临时数据。

匹配的阳光

实验室人工风化仪器有各种尺寸、容量和环境模拟能力。它们之间的一个显著差异是所使用的光源的性质以及它如何很好地再现预期目标，如室外太阳辐射。这不仅在可见光方面很重要，而且在再现光谱的紫外和红外部分以及强度和光谱匹配的准确性方面也很重要。没有任何人造光源与阳光完全匹配，但有些光源与阳光非常接近。经过适当过滤(由制造商)的氙弧放电灯被认为是匹配阳光或透过玻璃过滤的阳光的“金标准”。

除了光，人工风化还需要包括水分输送(相对湿度和/或雨淋)以及空气和实际样品温度的温度控制，以便正确地再现预期的使用环境。实验室人工风化具有较高的重复性和再现性，是比较相关产品的良好选择。同样，它可以在室外测试时间内提供加速，通常是4到8倍。但就其性质而言，实验室风化作用不能再现天气和气候因素的全部补充，也不能再现它们的周期和自然变率。

这就导致了标准化测试方法或规范的问题。关于人工风化的产品规格和测试标准多达上千种。大多数不声称预测真实的长期风化性能，但确实作为相对比较和性能的最低基础。重要的是要认识到，就像没有单一的气候或天气条件一样，也没有能够再现所有气候并适用于所有材料化学的“一刀切”测试方法。然而，大多数标准方法和规范就好像存在一样。事实上，大多数方法并不打算重现任何特定的气候，但它们可以作为比较的共同基础或设置最低性能水平。通过控制实验室人工风化试验中的环境因素，可以模拟各种天气和气候最终使用条件，至少在现有设备的能力范围内。通过正确选择测试的“边界条件”，您可以了解您的产品在较短时间内在现实生活中的表现。

例如，您可能会发现某一特定涂层在湿热条件下失去光泽，但在干热条件下变黄。或者你可以确定涂层在热带地区会褪色和变白，但在沙漠的阳光下会破裂和开裂——所有这些都不需要离开相对舒适的实验室。

有些材料对188金宝搏bet官网特定的天气因素非常敏感，比如紫外线辐射。如果人工风化测试在紫外线下与阳光不匹配，测试可能会使产品看起来比实际更好或更差。在任何一种情况下，我们都缺乏相关性，测试无法预测现实世界的表现。测试的旧理念是通过不自然的严重暴露来实现加速，相信它会更快地实现正常条件下所看到的退化。虽然这有时是真的，但通常不是，结果可能会令人惊讶。汽车工业从单层涂料到底漆-透明涂料系统的转变就是一个很好的例子。这些早期的系统通过了非常严格的紫外线暴露测试，但很快就导致成千上万辆汽车的透明涂层发生灾难性的脱落。严酷测试的非自然条件改变了降解化学物质，导致没有导致透明涂层分层的变化。教训是:做不同的测试，期待不同的结果。

涂层对太阳辐射的特定波长灵敏度主要是粘合剂配方和特定组成化学键的函数。但除此之外，任何添加剂或污染物也可能是光反应性的，并有助于降解。着色剂也可能因可见光照射而降解，导致褪色或色相转移。最后，不同的涂层颜色和基材将从太阳的红外加热效应中获得不同的表面温度，这反过来又会影响降解速度和影响因素，如水分迁移到涂层中。因此，在耐候性测试中，“获得正确的光线”是至关重要的，否则你的测试就无法依赖了。

“获得正确的光线”通常是设备制造商的领域，在这方面花费了相当大的努力。这也是许多传统标准实验室测试方法的一个现实问题，因为它们要么很难理解要求，要么根本跟不上测试设备的发展。例如，Atlas在2003年引入了涂层红外吸收(CIRA)滤光片技术，改善了紫外线切割和红外降低，但仅被纳入少数标准。Atlas最新的过滤技术和迄今为止与阳光光谱匹配最好的是RightLight™，现在已经可以用于氙气天气计®。

灯光控制

通过改进滤光片来获得正确的光线只是故事的一部分。所有的灯和滤光片都有老化的特性，会影响光的光谱质量。如果我们知道被测材料的特定波长光谱灵敏度，就有利于测量和控制该特定点或波长范围内的光。或者我们可能想要使用额外的光过滤，例如通过建筑或汽车玻璃，并需要分析哪些光到达测试样品。针对这些应用，Atlas推出了30年来实验室风化仪器光控制的首个重大创新- FSM™(全光谱监测)。通过配备FSM光谱仪的Weather-Ometer，人们可以监测和控制250 - 800 nm波段内任何波长或波长范围(以一纳米为增量)的光。

但光谱质量和测量并不是实验室风化技术改进的唯一领域。正如不同的颜色在室外会受到不同温度的照射而变暖一样，在实验室的风化测试中也应该是如此。如果不是，结果可能是不可预测的。目前的技术通常测量最坏的情况(基于黑色涂层的参考面板)，并假设其他颜色将处于正确的相应温度。但这并不总是基于特定的仪器设置和性能;这可能是一个问题，特别是在特殊效果或红外吸收或反射颜料。

因此，为了实际监测准确的测试样品温度，Atlas开发了S3T™(特定样品表面温度)技术。这使得Weather-Ometer的温度监测或控制使用实际的测试样本，而不是一个通用的黑色面板。它允许在光照下直接测量样品的非接触式温度。这些进步促进了基于真实测试样品温度和特定光剂量(FSM)的使用寿命预测，而不是估计或理论设定点。随着技术的进步，人们能够理解如何以一种有意义的方式进行测试。有了这种理解，就有了更好的长期可预测性，以及更快、更有信心地做出产品决策的能力。

欲了解更多信息，请访问www.atlas-mts.com。