在轨道车外部涂层的一般类别中，性能差异很大。因此，需要通过测试来选择性能较佳的涂层。户外暴露测试产生有意义的结果，但需要几个月到几年才能获得结果。因此，对四种常见的加速试验方法进行了评估，以确定它们的结果如何与光泽度保留方面的户外暴露结果相关联。

在选择合适的轨道车外部涂层时，必须首先选择最合适的通用涂层类别，如醇酸树脂、环氧树脂或环氧树脂/聚氨酯。一般来说，这种选择将基于诸如光泽度、保光性和耐化学溢出性的性能要求。其他考虑因素包括成本、溶剂的环境排放、施涂的容易性和双组分涂层的适用期。

如果同一类中的所有涂层材料表现相似，人们可以简单地根据成本选择涂层。然而，事实并非如此。同样，最昂贵的涂层也不一定表现较佳。因此，为了做出较佳选择，需要进行测试。

为了确定户外暴露对涂层外观的影响，将涂层板安装在户外rilck上。这种测试的缺点是获得结果需要很长的时间——六个月到几年。随着当今新涂层的快速发展和现有涂层的改进，在对一套涂层进行评估时，新的和可能更好的材料已经出现。

为了缓解这个问题，大量的加速测试可以在更短的时间内产生结果。问题是这些技术产生的结果是否会与户外暴露测试中获得的结果相匹配，或者这些结果会偏离多远。

本文比较了四种常用加速试验方法与室外暴露试验的结果。比较的方法包括:

1. 符合ASTM B 117的盐雾试验

2. 符合ASTM G23的碳弧光

3. 符合ASTM G153要求的荧光紫外老化试验箱，使用使用“A”型灯泡

4. 符合ASTM G153要求的荧光紫外老化试验箱，使用使用“B”型灯泡

户外暴露方法和结果

涂层板受到多种因素的影响，例如来自太阳的紫外线、热、冷、雨、雪、雨夹雪、湿度、灰尘、空气中的化学物质。其中，紫外线辐射的影响最大。

在这项研究中，户外暴露架位于印第安纳州东芝加哥。这些面板暴露在-23°C(-10°F)至38°C(100°F)的温度、自然环境、空气中的颗粒物和污染物中。将一套复制的涂层板安装在加利福尼亚Colton的曝光架上。这个地方的特点是夏季温度比东芝加哥高，阳光更强烈，风沙大。

比较包括溶剂型醇酸树脂、水性醇酸树脂、环氧树脂和聚氨酯。每种类型的涂层都是在同一时间从同一批涂层中喷涂到面板上的。测试结果如表1所示。

表1显示了位置对外观的影响有多复杂。在某些情况下，涂层在东芝加哥工厂表现更好，而在科尔顿工厂表现更好。面板是否经过清洗也会因位置和涂层类型而影响光泽。

为了消除本研究中的污垢积聚因素，使用海绵用水和洗涤剂清洗面板，并用清水漂洗。否则，光泽度的测量可能会受到一些因素的影响，如最近一次暴雨后的时间或风携带的空气中灰尘的数量。然而，为了观察积累的污垢对外观的影响，在清洗前后对面板进行光泽度测量。

图1描述了三种油漆类型(醇酸、环氧和带聚氨酯面漆的环氧底漆)的面板脏区和水洗区的光泽度与户外暴露时间的函数关系。最大的差异出现在醇酸涂层中，这表明清洗涂有醇酸涂层的轨道车将显著改善其外观。环氧树脂的改善很少，无论洗涤与否都会因粉化而变暗。清洗聚氨酯可以改善外观，但是，由于其硬度，它们比其他涂层积累的污垢更少，并且通过污垢仍然可以看到它们的光泽。

注:图1中绘制的值是同一类型的几种涂层的合成值，与表1中使用的值不同。

盐雾测试

根据ASTM Bl17标准进行的盐雾测试对于评估暴露在海洋环境中的材料是很有用的，但对于评估涂层因褪色或失去光泽的情况却没有用。但对于评估涂层因风化而褪色或失去光泽的情况却没有用处。褪色或失去光泽。

碳弧光/水暴露

图2至图5显示了四种涂层的光泽度变化与户外暴露时间的函数关系。图2显示了溶剂型醇酸涂层的结果；图3是水基涂层；图4，环氧涂层；图5，环氧底漆/聚氨酯面漆涂层。

在ASTM G 23测试装置中暴露相同涂层的相应结果如图6-9所示。

东芝加哥暴露面板的数据延长至30个月，每四到六个月或更短时间记录一次光泽测量和观察。在250、520和830小时后评估在ASTM G 23测试装置中测试的面板。

ASTM G 23测试装置准确预测了在户外暴露中具有较佳光泽保持性的涂层(图2和6，涂层AL-I)。此外，ASTM测试正确预测了四种候选涂层在室外暴露初始阶段的顺序或等级。然而，在室外测试中，涂层AL-4的光泽度值低于涂层AL-3的光泽度值，并且涂层AL-1和AL-2显示出几次反转。在830小时的暴露期间，ASTM测试装置中没有出现这些现象。

当将水基涂层在室外暴露的结果(图3)与ASTM G 23测试装置暴露的结果(图7)进行比较时，再次注意到一些差异。例如，涂层WB-1的光泽度在ASTM测试中缓慢下降，然后趋于平稳。在户外暴露时，同样的涂层比其他水基涂层失去光泽的速度更快。同样，对于涂层WB-5，在最初失去光泽一段时间后，光泽实际上增加了。在ASTM G 23测试装置中没有观察到这种现象，而是光泽度持续下降。

对于环氧涂层，户外暴露的结果如图4所示；ASTM G 23测试装置暴露的结果如图8所示。ASTM测试装置准确地预测涂层E-4将保持较好的光泽保持性，而涂层E-2将具有最差的光泽保持性。ASTM测试还显示了涂层E-1和E-3的接近性能，直到暴露500小时后，此时环氧树脂E-3和E-1开始分离。这在户外暴露测试中没有发现。

暴露在碳弧ASTM G 23测试装置中的环氧涂层变得坚硬、易碎，并且在某些情况下起皱。暴露在户外或用其他方法测试的涂层不会出现这种情况。

室外暴露架上的一些环氧树脂涂层从黑色变为乳灰色，这在ASTMG 23测试装置中也没有发生。

对于环氧-氨基甲酸乙酯涂层，户外暴露的结果如图5所示，ASTM G 23测试的结果如图9所示。这些结果没有很好的相关性。预测了性能较好的涂层EU-4，但是其他涂层的顺序不同。例如，在ASTM G 23测试单元中，涂层EU-2产生最差的结果，而EU-1在该组中处于中间。在户外暴露中，EU-l给出了最差的测试结果，而EU-2在暴露的第一年中处于中间组。

荧光紫外光/水照射，A型灯泡

在这组紫外光测试中使用的ASTM G 53试验箱配备有UV A-340型灯泡，因此操作周期由8小时的紫外光和随后4小时的湿度组成。可以对在ASTM G 53试验箱中测试的涂层进行与在ASTM G 23测试装置中进行的测试相同类型的比较。图10显示了在ASTM G 53试验箱中用A型灯泡测试的醇酸树脂涂层的光泽保持结果(与图2中的室外暴露结果相比)。

ASTM试验箱式试验准确预测了性能较好的醇酸树脂涂层AL-1。它还预测了其余三种醇酸树脂涂层的性能等级:AL-2、AL-4和AL-3。图2显示了在暴露大约1-1/2个月后，涂层AL-4的性能下降到低于AL-3的性能。在图10中，330小时后似乎发生了同样的情况。

对于水基涂层，暴露在户外的面板的光泽保持率随着测试时间的推移按照等级顺序显示出许多变化(图3)。一个很好的例子是涂层WB-1，它开始时具有最高的光泽度，在12至15个月的某个时候被列为五个候选物中光泽度最低的。

在ASTM G 53试验箱中，涂层WB-2和WB-5几乎与WB-1、WB-3和WB-4相同，但比它们差。这种“模式”在暴露在户外的涂层板中没有看到。此外，在ASTM G 53试验箱中测试的涂层显示出与其初始光泽相比很小的变化，而在室外测试的涂层显示出光泽的显著降低和增加。

对于环氧树脂，暴露在室外的涂层的保光性如图4所示。图12显示了暴露在ASTM G 53试验箱中的类似涂层的保光性。ASTM G 53试验箱准确地预测了涂层E-4将具有最小的光泽损失，并且将比测试的其他环氧涂层更好地保持光泽。它还证明了其它三种环氧树脂完全失去光泽，这发生在户外约9个月后和在ASTM试验箱中约300小时后。

对于测试的环氧树脂，ASTM G 53试验箱测试(使用“A”灯泡)的结果与室外暴露测试非常一致。ASTM G 53测试还准确预测了哪些涂层会失去光泽，但会保持原来的黑色，哪些会褪色为灰色。

户外暴露的环氧底漆/聚氨酯面漆系统测试结果如图5所示，暴露在ASTM G 53试验箱中后的光泽保持值如图13所示。ASTM G 53测试正确地预测了涂层系统EU-4和EU-5在户外暴露时将具有较好的光泽保持性，并且两者在性能上接近，其中EU-4是较好的。在表现出较差性能的涂层中，ASTM G 53测试没有以正确的顺序预测结果。此外，在暴露于户外的涂层上测量的光泽显示出随着时间的推移有所增加以及减少。在带有“A”灯泡的ASTM G 53试验箱中没有检测到这些特征。

荧光紫外灯/水 曝光，"B "型灯泡

对于第二次紫外光测试，ASTM G 53试验箱配有UV B-313型灯泡。操作周期包括16小时的紫外光照射，然后是8小时的冷凝。醇酸涂层的ASTM G 53-B测试结果如图14所示，水基涂层的测试结果如图15所示，环氧树脂的测试结果如图16所示，环氧-氨基甲酸乙酯体系的测试结果如图17所示，100%固体环氧树脂的测试结果如图18所示。100%固体环氧涂层暴露在东芝加哥户外的结果如图19所示。

ASTM G 53“B”灯泡暴露(图14)与醇酸涂层户外暴露(图2)有很好的相关性。涂层AL-l在两种情况下都是较好的。此外，在两次测试中，其他三种涂层的性能顺序相同。此外，ASTM G 53测试正确地显示了涂层AL-4的光泽度值最初高于AL-3的光泽度值，但随后又低于它。

对于水性涂层，缺乏一定的相关性；然而，在ASTM G 53-B试验箱中的测试正确地预测了涂层WB-5在户外暴露测试中的光泽将超过其他水基材料。ASTM G 53-B和室外暴露试验结果之间的相关性对于其他水基涂层来说没有那么好；然而，这种相关性比从ASTM G 23和ASTM G 53-A测试中获得的相关性更好。

对于环氧涂层，ASTM G 53-B测试的结果如图16所示。结果与在户外暴露中获得的光泽保持性有很好的相关性(图4)。两个图都表明，涂层E-4不仅具有较好的保光性，而且保光性明显好于所评价的其它环氧树脂。

同样，E-2涂层的结果最差，涂层E-1和E-3在ASTM G 53-B测试和户外暴露中几乎完全失去光泽。ASTM G 53-B测试显示涂层E-4在750小时后光泽迅速丧失。这在户外暴露中没有发现，但是，在额外的时间后可能会发生。与ASTM G 53-A测试一样，ASTM G 53-B测试正确地预测了那些在户外暴露期间褪色的涂层从黑色到灰色的褪色。

比较环氧-氨基甲酸乙酯涂层的ASTM G 53 -B(图17)和室外暴露(图5)的结果，揭示了有趣的特征。起初，相关性似乎很小，但后来比较了ASTM G 53从0到150小时的结果，发现与31个月的户外暴露有很好的相关性。因此，在户外暴露后，有时仍会出现EU-4光泽的快速下降。

对于100%固体环氧树脂涂层，ASTM G 53-B测试(图18)预测涂层100-1将具有较佳的初始光泽保持率，但其性能将迅速失效；该测试还预测涂层100-3将产生最差的结果。户外暴露试验(图19)表明，实际上涂层100-1开始时具有较好的光泽，而涂层100-3在四个候选物中表现最差。图18所示的涂层100-1的快速失光在实际的室外测试中没有得到证实。同样，ASTM测试(图18)中预测的涂层100-2的最终优势在室外测试(图19)中没有看到。

结论

ASTM G 23测试设备的结果与户外测试中的光泽度保持率相关。它没有给出任何变色或褪色的迹象，特别是对于环氧树脂涂层。结果有些缓慢，因为830小时的暴露似乎只与6至8个月的户外暴露相关。

在ASTM G 53-A柜中测试产生的结果与室外暴露有很好的相关性，并且比使用ASTM G 23单元获得的结果更快。此外，在ASTM G 53-A测试中正确预测了颜色偏移或褪色。

在ASTM G 53-B柜中测试比其他任何方法都更快地产生结果。150到200个小时的测试似乎接近一年多的户外暴露时间。此外，使用该测试，一些涂层从黑色到灰色的褪色和变色与户外暴露有很好的相关性。

加速试验是选择能在户外保持外观的涂层的有用工具。这些测试方法较好与室外暴露测试结合使用，而不是作为其替代品，因为从收集的数据来看，异常确实会发生。