[发明专利]涂层户外使用寿命的评估方法

说明书

本发明公开了一种涂层户外使用寿命的评估方法，包括如下步骤：计算一年十二个月中每个月涂层在紫外老化中的紫外光辐照当量以及在湿热加速老化中的温湿度老化当量；根据每个月的紫外光辐照当量和温湿度老化当量设定加速老化试验条件，并以年为一个循环单位，以每个月为一个阶段，每个循环单位年内包括十二个阶段；每个循环单元老化结束后测量涂层的附着力，并对附着力的测试结果进行数据拟合，进而得到户外涂层失效的使用寿命时间。本发明的涂层户外使用寿命的评估方法，建立了一种基于评估户外涂层使用寿命的方法，完善了涂层评估的理论依据及手段，且数据获得精准，结果准确。

技术领域

本发明涉及可靠性工程中的涂层评估技术领域，具体是涉及一种户外涂层使用寿命的评估方法。

背景技术

涂料涂敷于物体表面干燥硬化后，在物体表面形成坚韧且富有一定弹性的覆盖层即涂层，给物体以保护和装饰作用。用于户外的涂层暴露在户外大气环境中，要经受风吹、日晒、雨淋、盐雾腐蚀、冷热变化等作用，在这些外界自然环境的长期反复作用下，涂层易发生开裂、粉化、剥落和变色等老化现象，使得涂层失去原有的装饰和保护功能。因此工程应用中，在设计选用阶段，需要根据具体使用需求，对户外涂层进行老化试验判断其耐环境老化性能，甚至评估、预测其使用寿命。

目前材料老化寿命评估方法主要有两种：一种是自然老化试验，另外一种是实验室人工气候加速老化试验。自然老化试验是指直接暴露于自然环境下，能真实反映了材料所承受的环境条件，获得的试验结果准确可靠，但试验周期较长，往往需要几年甚至几十年的试验周期；实验室人工气候加速老化试验是利用实验箱来模拟自然环境的作用，通过加速老化试验可以在较短的周期内获得试验结果，但是它往往不能与实际使用环境相对应，不能准确反映全部的环境因素的影响。因此如何在自然老化环境与实验室加速老化环境之间建立一个等效的对应关系，利用实验室加速老化方法快速评估户外涂层的长期自然老化性能成为迫切需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种户外涂层使用寿命的评估方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种涂层户外使用寿命的评估方法，包括如下步骤：

计算一年十二个月中每个月涂层在紫外老化中的紫外光辐照当量以及在湿热加速老化中的温湿度老化当量；

根据每个月的紫外光辐照当量和温湿度老化当量设定加速老化试验条件，并以年为一个循环单位，以每个月为一个阶段，每个循环单位年内包括十二个阶段；

每个循环单元老化结束后测量涂层的附着力，并对附着力的测试结果进行数据拟合，进而得到户外涂层失效的使用寿命时间。

根据本发明的一些优选实施方面，涂层在户外紫外老化中的紫外光辐照当量的计算包括如下步骤：

查询目标地区某年1～12个月的每个月紫外光辐照量UV_i，其中i＝1,2,3，……,12；

在紫外老化箱中进行紫外加速老化，查询紫外老化箱的紫外光的辐照功率P，通过公式(1)来计算每个月等效紫外加速老化时间t_UVi，故每个月的紫外光辐照当量为(P,t_UVi)，其中i＝1,2,3，……,12；

根据本发明的一些优选实施方面，涂层在湿热加速老化中的温湿度老化当量的计算包括如下步骤：

按照公式(2)来计算湿热加速老化的老化作用时间：

式中：K为时间加速系数；t₁和t₂分别为实验室湿热老化和自然老化时间，T₁和T₂是湿热老化和自然老化的温度，和分别是湿热老化与自然老化的湿度，C为等效加速老化系数；