Климатические испытания полимерного покрытия
Вертикальное позиционирование лицевой стороной на север (рис. 2) обеспечивает гораздо лучшие условия для исследования стойкости к появлению плесени, поскольку в таком положении панели получают гораздо меньше солнечного света и остаются влажными значительно дольше. Помимо создания условий, способствующих росту плесени, более высокий уровень влажности с северной стороны дает отличную возможность определить стойкость к появлению пузырей.
Позиционирование под углом 45° лицевой стороной на юг (рис. 3) также используется для усиления факторов, влияющих на устойчивость к растрескиванию и потерю адгезии при нанесении на необработанную древесину. Это происходит от того, что в данном положении панели аккумулируют высокий уровень влажности путем конденсации в ночные часы и последующего полного высыхания в течение дня. Данный процесс обеспечивает большую степень расширения и сжатия, чем при вертикальном расположении.
В дополнение к трем основным позициям, для определения общих характеристик или оценки иных качеств могут использоваться другие позиции.
Но остается вопрос: зачем нужно столько испытательных станций? Ответ краток: различия климатических условий. То, как ПК стареет; в значительной степени зависит от воздействующей на него комбинации солнечного света, температуры и атмосферных осадков. Если бы во всем мире был одинаковый климат; условия атмосферного воздействия были бы везде одинаковыми.
Проблема заключается в том, что климат везде разный. Многие ученые считают, что существует, по меньшей мере, 12 основных типов климата (рис. 4): 1) влажные тропики (всегда жарко и влажно, сильные атмосферные осадки равномерно выпадают в течение года); 2) влажные и сухие тропики (всегда жарко, с чередованием сухих и влажных сезонов, обильные осадки во время влажных сезонов; 3) горы (обычно более прохладные и влажные условия на больших высотах по сравнению с окружающей территорией); 4) пустыни (изменения от жаркого до холодного, с большими перепадами суточных температур; за исключением прибрежных областей — очень небольшое количество осадков); 5) степи(изменения от жаркого до холодного, с большими перепадами суточных температур; за исключением прибрежных областей — малое количество осадков); 6) субтропический сухой (жаркое сухое лето и мягкая дождливая зима, умеренное количество осадков зимой); 7) субтропический влажный (лето от теплого до жаркого и холодная зима; умеренные осадки круглый год); 8) морской влажный (умеренно теплое лето и мягкая, прохладная зима; умеренные осадки круглый год); 9) континентальный влажный (лето от теплого до прохладного и холодная зима; умеренные осадки круглый год); 10) субарктический (короткое прохладное лето и длинная холодная зима, осадки слабые до умеренных, в основном летом); 11) полярный (всегда холодный с коротким прохладным летом; малое количество осадков круглый год); 12) ледниковый (всегда холодно, среднемесячные температуры ниже нуля, осадки всегда в виде снега).
К этому нужно добавить почти бесконечное количество местных вариаций, создаваемых специфическими комбинациями географических параметров. Например на экваторе, где лучи солнца падают на поверхность земли вертикально круглый год, почти всегда жарко и влажно. И наоборот; на полюсах, где солнце отсутствует большую часть года, а лучи падают на поверхность под очень острым углом, средняя температура ниже точки замерзания, и все осадки выпадают в виде снега.
Такие различия климата могут иметь большое влияние на эксплуатационные характеристики красок. Чем ближе солнечные лучи к перпендикуляру и чем они интенсивнее, тем выше температура и уровни влажности, и, соответственно этим климатическим изменениям, быстрее будут ухудшаться защитные свойства краски. Поэтому близкое к экватору местоположение Сингапура, с его сочетанием прямого и интенсивного солнечного света, высоких температур и большой влажности на протяжении почти всего года, представляет собой весьма суровую среду для ПК. И наоборот: в местечке на севере США, где большую часть года солнечный свет падает под более острым углом, а температура и влажность значительно ниже среднего уровня, условия гораздо более щадящие. Если исключить чрезвычайные ситуации, то в этом местечке США лакокрасочное ПК должно служить значительно дольше, чем в Сингапуре.
Конечно, на старение краски влияют не только экстремальные климатические условия. Например, сильное влияние на эксплуатационные характеристики лакокрасочных покрытий оказывают большие перепады температуры. Подложки с нестабильными геометрическими размерами (например желтая и белая сосна) испытывают циклы значительного теплового расширения и сжатия при изменениях температуры (как краткосрочные, так и длительные), что оказывает большую нагрузку на целостность ПК. Эффект колебаний температуры может еще усугубиться, если краска нанесена на тонкие щели в кирпичной или каменной кладке. В некоторых случаях эти небольшие трещины испытывают такие громадные изменения геометрических размеров (до 300%— 400%), что даже лучшие акриловые латексные краски разрушаются. В этих условиях удовлетворительные результаты демонстрируют лишь эластомерные стеновые покрытия (EWC) на основе высокоэффективных 100%-х акриловых связующих.
Интересно отметить, что даже относительно небольшие различия в климате могут повлиять на долговечность краски. Например, по классификации, принятой некоторыми учеными, на территории США насчитывается несколько различных климатических зон. Климат Северо-Востока и Среднего Запада страны, где расположены испытательные станции в Спринг-Хаус и Чикаго, считается континентальным, с высокой влажностью. Юго-Восток США, где расположена станция Глен Сент-Мэри — влажные субтропики. Хотя различия в климате ярко выражены, они не носят экстремального характера. Тем не менее, в разных регионах одна и та же матовая акриловая краска может неодинаково проявлять признаки атмосферного старения (рис. 5).
К этому необходимо добавить существенное влияние на климатическую стойкость ПК того типа атмосферы, в котором они эксплуатируются: городской, промышленный, приморско-промышленный и тд. В конечном счете, единственный способ узнать, как поведет себя краска или ее компонент в тех или иных условиях — испытать ее там. Отсюда необходимость в испытательных станциях для каждого региона, в котором будет использоваться краска. В некоторых климатических зонах существует несколько станций. Для подобного дублирования существует две причины: местные вариации климата и различия в региональных рынках.
Загрузка ...