這個問題非常簡單,但解答起來卻相當困難。理論上,我們不可能找出一個簡單的數(shù)值與老化測試儀曝曬時數(shù)相乘來計算戶外曝曬的年限。我們所面臨的問題不是沒有開發(fā)出的老化測試儀,而是不論測試儀多么復(fù)雜高深、多么昂貴,您仍然找 不到這種神奇因子。戶外曝曬環(huán)境固有的變動特性和復(fù)雜性將是我們面臨的大難題。測試儀曝曬和戶外曝曬的關(guān)系取決于多種變化因素,例如:
· 曝曬場的地理緯度(距赤道越近,紫外線越強)。
· 海拔(海波越高,紫外線越強)。
· 當?shù)氐乩硖卣?,例如風(fēng)力風(fēng)干測試樣品、或臨近水源容易形成露水。
· 逐年的天氣無常變化,連續(xù)幾年在同一地點造成的老化程度也會有 2:1 的變化。
· 季節(jié)變化(冬季曝曬損壞程度可能僅為夏季曝曬的七分之一)
· 樣品放置角度(5°偏南,還是正北)。
· 樣品絕緣(通常,采用絕緣樣品架的戶外樣品其老化速度比非絕緣樣品快 50%)。
· 測試儀操作周期(光照時間和潮濕時間)。
· 測試儀工作溫度(溫度越高,老化越快)。
· 測試的具體材料。
· 實驗室光源光譜功率分布 (SPD)。
顯然,討論加速老化測試時數(shù)和戶外曝曬月數(shù)之間的轉(zhuǎn)換因子是沒有邏輯意義的。因為這兩個因素一個恒定不變、一個變化 不定。尋找兩者之間的轉(zhuǎn)換因子會導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒有意義。
換而言之:老化數(shù)據(jù)是相對數(shù)據(jù)。雖然,我們?nèi)阅苁褂?/span>加速老化測試儀得出的耐久性數(shù)據(jù),但是您必須認識到所得的數(shù) 據(jù)為相對數(shù)據(jù),而非數(shù)據(jù)。實驗室老化測試得出的多是相對于其他材料,該材料耐久性相對排序的可靠預(yù)測。實際 上,佛羅里達曝曬測試也是這種情況。以 5°偏南的方位在“黑盒”中戶外曝曬一年與在室內(nèi)或車中曝曬一年的對比情況如何,無人得知,連戶外測試得出的也不過是實際使用年限的相對預(yù)測。
但是,相對數(shù)據(jù)價值極大。例如,您可能發(fā)現(xiàn)稍稍改動的配方其耐久性是常規(guī)材料的兩倍之多。又例如,您可能會發(fā)現(xiàn)在幾個看似相同的供應(yīng)商材料中,有些材料老化得非常快,大部分材料在經(jīng)過相當長一段時間后老化,只有很少一部分經(jīng)過長時間的曝曬才老化。再比方,您可能發(fā)現(xiàn)不太昂貴的配方其耐久性與常規(guī)材料相當,假設(shè)常規(guī)材料實際上已經(jīng)使用了 5 年,而且性能可靠。
下面列舉一則相對數(shù)據(jù)用途的例子。涂料生產(chǎn)商正在研制一類新型透明涂料。初,QUV老化試驗機在 200 至 400 小時內(nèi) 就造成嚴重的開裂,這比同樣用途的常規(guī)涂料的開裂時間早得多。但是,經(jīng)過3 年不斷的重新配方和 QUV老化試驗機反復(fù)測試,涂料得到改良。現(xiàn)在,多個配方均可在 QUV老化試驗機中曝曬 2,000 至 4,000 小時,比常規(guī)涂料更理想。隨后佛羅里 達的并行測試顯示耐久性提高了 10:1。然而,如果涂料化學(xué)家在更改配方之前一直等待佛羅里達的測試數(shù)據(jù),那么現(xiàn)在他們 將仍然處于重新配方的早期階段,而且涂料也不會取得今天的商業(yè)成功。
另一方面,如果您堅持“經(jīng)驗法則”轉(zhuǎn)換因子,那就憑經(jīng)驗找出這一因子。數(shù)百個實驗室已經(jīng)成功研究出將 Q-SUN 或 QUV老化試驗機時數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬時數(shù)的內(nèi)部“經(jīng)驗法則”,盡管我們不可能找出通用的轉(zhuǎn)換因子。但是,我們務(wù)必要清楚一點:這些經(jīng)驗法則是從實驗室內(nèi)部加速測試和戶外曝曬經(jīng)驗對比中得出的。此外,轉(zhuǎn)換法則僅適用于:
· 測試材料特定。
· 實驗室測試儀時間周期和溫度組合特定。
· 戶外曝曬基地和樣品安裝程序特定。
如果您對材料進行過戶外曝曬測試,不出幾個月的時間即可得出自己的經(jīng)驗法則。如果您沒有這方面的經(jīng)驗,可利用長期在戶外使用的材料。
很多實驗室成功研究出將 Q-SUN 或 QUV老化試驗機時數(shù)轉(zhuǎn)換成戶外曝曬時數(shù)的“經(jīng)驗法則”。
此外,請務(wù)必記住一點:“相關(guān)”是指“等級相關(guān)”。有人問“加速測試儀與戶外的相關(guān)性如何?”時,實際上他們應(yīng)該問“加速測試 儀得出的材料耐久性等級再現(xiàn)戶外材料耐久性等級的情況如何?”要衡量等級相關(guān),我們推薦 Spearman 的 RHO。這種統(tǒng)計 方法計算簡單,而且與線性相關(guān)方法相比,不需要過多的數(shù)據(jù)假設(shè)。一項對 27 種汽車涂料的 QUV老化試驗機和佛羅里達曝 曬測試耐久性排序的研究得出:QUV老化試驗機排序和佛羅里達排序之間的等級相關(guān)高達 .89。佛羅里達不同曝曬結(jié)果排序 之間的等級相關(guān)為 .88 至 .95。換而言之,QUV老化試驗機幾乎可像佛羅里達自我再現(xiàn)一樣,再現(xiàn)佛羅里達的排序。