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用單組分和雙組分水基清漆處理並暴露於不同量的輻射下，使用QUV模擬加速老化，測定由三種常用物種(兩種土耳其本地物種和一種外來物種)生產的木質材料的表麵硬度、表麵粗糙度、光澤度和色差。將單組份和雙組份水性清漆分別塗在黑鬆(歐洲赤鬆)、艾洛克(綠藻)和安納托利亞栗樹上。)伍茲。然後，清漆塗覆的材料暴露於QUV紫外線熒光燈老化試驗箱216和432小時。結果表明，在所有處理組合中，所有三種木材的表麵硬度和光澤度都降低。然而，在所有處理組合中，所有三種木材的表麵粗糙度和色差值都增加了。
關鍵詞: QUV紫外線熒光燈老化試驗箱，表麵硬度，表麵粗糙度，光澤度，色差
蘇格蘭鬆（Pinus sylvestris L.）、安納托利亞栗子（Castenea sativa Mill.）和紅豆杉（Chlorophora excelsa）是土耳其戶外木材工業推薦的主要物種。伊羅科（Chlorophora excelsa）是一種來自熱帶非洲的硬木。木材被用於各種各樣的目的，包括造船，家用地板和家具。這是一種非常耐用的木材；Iroko在戶外使用時不需要定期用油或清漆處理(Bozkurt和Erdin，1998年)。蘇格蘭鬆比大多數已知的木材種類具有更高的技術性能，並具有很高的使用潛力，如紙漿和鋸材產品。它是土耳其林產工業的一個重要樹種，占地超過100萬公頃，占土耳其林地總麵積的5%(匿名，2001)。安納托利亞栗子（C. sativa Mill.）是花草科植物的一個樹種。它們在奧地利、土耳其、葡萄牙、法國、匈牙利、意大利、斯洛文尼亞、斯洛伐克、塞爾維亞、波斯尼亞、克羅地亞，特別是在科西嘉島廣泛流行。該物種的木材在市場上被稱為栗子。這種木材顏色淺，硬度大，強度高。它也被用來製造家具，桶和屋頂梁，特別是在南歐(Yaltirik和Efe, 2000)。
木材是用於許多建築以及裝飾和美學應用的有機材料。然而，當在外部使用時，它暴露於大氣因素(主要是太陽輻射和雨水)中，使其表麵退化，給它一種“受壓”的外觀。在這些條件下，木材表層的變化主要是由於紫外線輻射引起的光氧化作用導致木質素和其他成分的分解，以及隨後雨水的作用導致的木質素和其他成分的去除，伴隨著水溶性產物的損失。長時間暴露在大氣中會導致木材失去自然顏色，積累灰塵，並最終導致木材表麵真菌的生長(Custódio和Eusébio，2006年；Bhat等人，2010年)。
受保護的木材依賴於水和水蒸氣透過所用產品的滲透性。使用含有紫外線吸收劑的塗層還可以最大限度地減少紫外線輻射對木材的降解。用於室外木製品如外牆板、甲板和門的塗料需要獨特的性能，如優異的光穩定性、高柔韌性和凍/融循環性能。
QUV紫外線熒光燈老化是一種實驗室模擬天氣破壞力的試驗，目的是預測暴露在室外環境中的材料的相對耐久性。QUV紫外線熒光燈老化試驗箱在中進行，旨在創造高度靈活的紫外光、溫度和濕度條件組合。這些測試旨在重現陽光、雨水和凝結的表麵水分或露水造成的損害。該試驗箱使試驗材料在受控的高溫下經受光和濕氣的交替循環。濕度包括模擬露水的冷凝濕度和水噴霧。室內的光線是由特殊設計的熒光紫外線燈泡產生的，以模擬陽光的效果。雖然紫外線輻射實際上隻占正常陽光的5%，但短波長的紫外線造成了大部分光化學損害(阿基西爾和塞維姆，2009年；Temiz等人，2005年)。
本研究的主要目的是確定木製材料的表麵硬度、表麵粗糙度、光澤度和色差，這些木製材料由這些常用的兩種土生土長的和一種外來物種製成，用單組分和雙組分水基清漆處理，並暴露於不同量的輻射，以模擬使用QUV加速老化效果。
三層為歐洲赤鬆、歐洲赤鬆和安納托利亞栗。)伍茲。然後，將清漆塗布的材料暴露在QUV紫外線熒光燈老化試驗箱中216和432小時。
兩種本地的，樟子鬆和安納托利亞栗。)一種外來物種iroko (C. excelsa)被土耳其用作木材。單組分和雙組分水基清漆以兩層和三層塗覆。對於老化處理，清漆塗覆的材料暴露於QUV紫外線熒光燈老化試驗箱216和432小時。因此，在兩個老化周期下，在三種不同類型的木材上施加兩種厚度層的兩種類型的水基清漆。
烘幹的木材樣品的尺寸為500 × 75 × 18 mm，具有足夠的公差。將製備的樣品保存在平均溫度為20℃、相對濕度為60%的調節室中，直到達到恒重。除了樟子鬆，所有其他樣品都曾經用80、100和120號砂紙打磨過。然後，將每個樣品潤濕並進行纖維浮雕處理。用軟毛刷刷掉打磨灰塵；然後用壓縮空氣對樣品進行最終清潔。清洗後，用襯裏處理樣品，並塗上填充清漆。在老化處理之前，用濕度計測定樣品的水分含量為10%±0.5(TS 2471 1976)。
為了避免塗層性能的負麵影響，清漆的混合比和製備根據ASTM D3023 (1998)標準進行，並考慮了製造商的建議。初始粘度是在溫度為20±2℃、相對濕度為60±5%、時間為18秒(98至100厘泊)的直徑為4毫米的流量杯中測量的。
實驗中使用了單組分和雙組分丙烯酸改性水基清漆，因為它們易於應用而受到工業界的青睞。不同公司(Kimetsan和Akzo-Nobel)生產的清漆以兩種厚度使用。其中一組麵板曾塗過兩次D 17清漆，然後塗過三次D 65填充清漆。第二組麵板用A1底漆漆處理五次。然後用200 μm的塗布器刮平表麵的濕層厚度。借助於具有0.7 mm螺紋接頭的手槍，在1至2巴(14至28 atu)的氣壓下塗覆清漆的最後一層。手槍保持在樣品表麵上方20厘米處，垂直和平行於樣品表麵，並在施用過程中以相同的速度移動(Dyo，1990)。這種整理係統在工業中普遍使用。
每次塗漆後，讓塗漆樣品在20°C的地板上幹燥24小時。為了消除表麵粗糙度，每次塗漆後，首先用軟毛刷清潔樣品，然後在每層塗漆後用600號水砂輕微處理。樣品的所有暴露表麵都塗有清漆，以避免任何水分滲透。
使用靈敏度為0.01的電子天平，每個樣品稱重一次。然後用噴槍分別塗覆D45和A2麵漆兩次和三次。為了避免表麵粗糙，用600號砂紙再次輕微打磨樣品。然後，再次稱重樣品，並放置三周幹燥，以便完全固化。
為了確保與標準潮濕空氣條件完全平衡，樣品在20±2°C和65±5%相對濕度下在實驗室中保存三周。然後，根據ASTM-D 3924 (1991)協議，將樣品放置在溫度為23±2℃、相對濕度為50%的受控環境中16小時(TS 642，1997)。
老化程序遵循ASTM D4587-05(2010)和ISO 11507 (2007)的操作。紫外線/冷凝循環是在60℃下4小時紫外線和50℃下4小時冷凝的環境下，使用UVA 340燈管。
隨後，根據ASTM D 4366-95 (1984)對處理過的樣品進行柯尼希擺硬度測試，以檢測清漆塗層的硬度。將測試麵板放置在麵板台上，並將鍾擺輕輕放置在麵板表麵。然後將擺錘偏轉6°並釋放，同時啟動振蕩計數器。振幅從6減少到3的振蕩次數被確定為柯尼希硬度。對於每個處理組，在單獨的樣本上進行十次重複。
從500×100×15 mm的塊狀木材邊材部分切下用於製備試驗和對照樣品的粗切切片。從切片上切下100×100×10 mm的樣品。
樣品的表麵粗糙度通過使用觸針式輪廓儀測量(匿名，2002)。跟蹤速度、觸針高端直徑和高端角度分別為10毫米/分鍾、4米和90度。從垂直於晶粒取向的樣品表麵隨機測量粗糙度。一個粗糙度參數，輪廓的平均算術偏差(Ra)，在以前的研究中常用，用於評估樣品的表麵特征(Stombo，1963)。過去的研究(ISO 4287，1997)描述了這些參數的詳細規格。以0.5 m的靈敏度測量粗糙度值。跟蹤長度(Lt)為12.5 mm，截止長度=2.5mm。觸針在表麵上的測量力為4 mN (0.4g)，這不會對表麵造成任何明顯的損壞。
在處理應用之後，使用光反射，根據TS 4318 EN ISO 2813 (2002)標準，借助Picogloss 562 MC光澤計測量樣品光澤度值。在實驗中，每種清漆類型和樹種使用10塊麵板，對每個樣品進行兩次測量，即平行和垂直於纖維。
光澤度是清漆表麵光反射率的量度。在光澤度測量測試中，一束光線以與垂直線成一定角度的方向射向測試清漆表麵。以相同角度反射的光束的百分比由光電池測量。使用兩個標準角度:60°用於一般光澤讀數；光澤讀數為85。完全鏡麵光反射(全麵光澤)將是100%；完全漫射光反射(無光或無光)將為0%。根據光澤等級對清漆進行分類取決於表麵反射不同數量的光的能力，這些讀數顯示了塗層表麵與光滑平麵鏡相比的相對反射率。
對於相同的樣品，還根據ASTM D2244-07e1 (2007)標準，借助Minolta色度儀CR-231測量顏色(圖1)。
顏色的測量是使用一個三目光電色度計，Minolta CR-231，測量頭直徑為25毫米。美能達CR-231將顏色作為三維顏色空間中的三個坐標進行測量(圖2)。這個係統被稱為CIE L*a*b*，並根據CIE標準工作。本工作中感興趣的坐標係統部分是第一象限，即a*和b*的正值（Hunt，1995）。
圖2的左側示出了一個彩色球體，其中在L*=50處的橫截麵的圓被指定(由虛線表示)。色差(△ E)是色球內兩種顏色(點)之間的距離。在右圖中，L*=50處的橫截麵顯示了從綠色到紅色(a*)和從藍色到黃色(b*)的軸，以及坐標色度(C*)和色調(h=arctan (b*/a*))。0度(或360度)的色相值是紅色，90度是黃色，180度是綠色，270度是藍色。L*是亮度；0 =黑色，100 =白色。C*是色度或飽和度；0隻代表灰色，例如，60代表非常鮮豔的顏色(鬆德奎斯特，2002)。根據以下等式，將三個測量坐標L*、a*和b*轉換為L*、C*和h坐標以及△E值(Temiz等人，2005年):
選擇L*C*h係統是因為隻需要一個顏色變量來表示色調，即紅色、綠色、藍色或黃色，此外，該係統易於參考我們對顏色特性的經驗，如亮度、飽和度和色調。對於每種材料、時間和溫度，測量每個顏色參數L*、C*、h和△E*。假設正態分布，計算基於t分布的平均顏色值、標準偏差和95%置信區間(5%顯著性水平)。△E*的較低值表示顏色沒有變化或者變化不明顯。
對於所有參數，首先對多重比較進行方差分析(ANOVA ),並使用鄧肯多重極差檢驗在P值為0.05時確定對照和處理樣品平均值之間的顯著差異(Kalipsiz 1994)。
表麵硬度、表麵粗糙度、光澤度和色差值的統計數據在表1至3中給出。
在所有處理組合中，所有三種木材的表麵硬度和光澤度值都降低了。然而，在所有處理組合中，所有三種木材的表麵粗糙度和色差值都增加了(表2和表3)。這些結果與Temiz等人(2007年)進行的一些早期實驗的結果一致。
三種木材塗3層雙組分水性清漆432小時，而塗單組分水性清漆的三種木材的表麵硬度值都隨著老化時間的增加而降低。
表麵粗糙度最終達到一個高原值，蘇格蘭鬆約為2.041微米，iroko為2.097微米，安納托利亞栗子為2.391微米。
最低光澤度值(平行和垂直於紋理)對於用3層單組分水性清漆持續432小時製備的iroko木材是26.42和22.57，對於施塗2層單組分水性清漆持續432小時的樟子鬆木材是24.97和22.81，對於施塗2層單組分水性清漆的安納托利亞栗木分別是26.03和26.60。
最高色差值(△E)分別為:施塗3層雙組分水性清漆432小時的iroko木材為23.38，施塗2層雙組分水性清漆432小時的樟子鬆木材為31.07，施塗3層單組分水性清漆432小時的安納托利亞栗木為16.45。
當紫外線被表麵反射或吸收時，它的特征就轉化為熱能。
清漆層硬度與分子內聚力有關。隨著粗分子相互靠近，塗層的硬度增加。由於聚合反應和清漆分子之間的交聯，大分子被固化。反應的方向和強度受到分子量和分子間內聚力的強烈影響。暴露在紫外線下可能會引起分子內聚力的差異，從而導致表麵硬度值因老化而有所增加。
顏色由到達表麵的可見光的反射波長(人類可以感知的波長範圍，大約從390到750納米)決定。顏色是由從表麵反射的可見光的波長來表征的。如果顏色或色調在老化過程結束時發生變化，這意味著清漆層中的分子在粗糙度或幾何形狀方麵不同於原始形式。因此可見光的波長和色調是不同的。根據測試結果，老化過程可能改變來自表麵的反射光的波長，這可歸因於顏色差異。
在蘇格蘭鬆（Pinus sylvestris L.）、東方山毛櫸（Fagus orientalis L.）和無柄橡木（Quercus. petraea L.）木材材料表麵的纖維素、聚氨酯和丙烯酸清漆層中測定。在丙烯酸清漆的情況下，顏色變化最小。通過熱檢查和冷檢查試驗，在鬆木上觀察到由於老化引起的最大顏色變化。
S? ütlü和S?nmez(2006)發現，油、蠟和蟲膠清漆不能保護金合歡(Robinia pseudoacacia L.)、梨(Pirus communis L.)、栗(C. sativa Mill.)、橡木(Quercus petrean Lieble)和雪鬆(Cedrus libani A. Rich)木材免受紫外線的變色影響。使用液體石蠟得到的變色值最低。
Cakicier(2007)確定了不同厚度的單組分和多組分水基清漆層的性能質量，應用於黃鬆(P. sylvestris L.)、Iroko(C. excelsa)和安納托利亞栗子(C. sativa Mill.)作為快速氙氣弧老化的結果。暴露在老化過程中的樣品顯示其表麵抗粘性和硬度值的增加。在實驗前，樣品的表麵抗粘性和硬度值較低，但由於老化過程，由於清漆層上固化過程的持續，這些值被觀察到上升。另外，暴露在老化過程中的樣品在其表麵粗糙度、亮度和顏色值方麵顯示出急劇下降。
QUV紫外線熒光燈老化試驗箱測試數據有助於選擇新的塗層係統、改進現有材料或評估配方變化。
對於未來的研究，應在不同的環境條件下進行實驗，以觀察不同樹種的水基木材處理劑和水基清漆的不同應用行為。
我們還建議不同清漆類型在不同加速老化處理(紫外線、氙弧和熱老化、鹽霧等)下的性能。)應該比較一下。
此外，應確定經過不同處理的木質材料對真菌侵襲的抵抗力。
