作者：市场营销和宣传资深分析专家Geoff Clay；产品开发和创新主任Richard S. Valpey III博士，Troy Corporation，美国新泽西州弗洛勒姆帕克
现场试验，也称为户外暴露试验，用于评估居民住宅和商业建筑的外墙漆和涂料的预期商业性能。这种类型的长期测试已被证明是现实生活中验证产品应用性能的最佳指标。实验室评估作为一种筛选工具在产品开发的初期阶段是非常有益的。然而，虽然实验室评估更快，成本更低，但它们有相当大的局限性。实验室评估没有考虑到许多变量，例如基材的性质和状况，实际使用中遇到的微生物，或者时间期限，又或者是涂料的可使用周期。此外，实验室测试时，很难模拟实际使用中发生的（涂层的）迁移和损耗情形。因此，户外暴露试验是评价外墙涂料的干膜防腐效果的必要因素。
在过去的几十年里，Troy公司基于多样化 标准在世界各地投资测试场地，除了客户涂料销售市场的常规使用环境，还包括一些极端环境。在这些测试场地中，对Polyphase®, Troysan®和Fungitrol®等品牌的干膜防腐剂进行了长期现场测试。Troy公司的客户分布于全球100多个国家，产品生产地气候和当地微生物种类各有不同。因此，这些试验场提供的暴露场景的广度是很重要的。Troy最近还扩大了它的实地试验场站点，目前全世界总共有10个试验场。
在实际使用条件下，现场测试过程的正确和一致性对于获得涂料的生物性能的可靠评估是必不可少的，其中可以包括霉菌、污渍和腐烂真菌、藻类，和/或地衣类。适当的现场测试程序需要兼顾到多方面内容，以确保可能会发生的事情都能得到最好地控制，并可以大大减少现场故障的可能性。考虑到这一点，制定实验协议应包含四个重要要素：
1）测试板的准备及曝晒；
2）涂料的制备；
3）测试实验设计；
4）试验场地的选择。
一般的实验板材有松木、杉木、泥灰板和哈迪板，这也是市场上最常见的基材。测试板通常垂直(90°)，朝北放置。这种取向促进了霉菌和藻类的生长，其角度与最常见的木壁板应用相符。有时还使用不同的测试板方向和角度来评估其它应用和条件。对于装饰材料，户外测试角度通常是水平(180°)角度。图1显示了在Troy在北欧一处现场试验场地中准备测试板。
图1》北欧实地操作场地中的测试板材的制备
在典型的Troy测试过程中，测试板的正面被划分为几个相等的部分。其中一段作为对照，未涂覆涂料同时也不含防腐剂。然后在同一测试板中的剩余部分，分别涂覆来自Troy和其它厂家的含有不同涂膜防腐剂用量的涂料。每个测试板上的控制区域和防腐涂料的位置是随机的，从而消除不同板材的环境影响。这就是所谓的“梯形系列”试验。图2显示了Troy在北欧一处实地试验场的一种典型测试板的排列布置。
图2》北欧一处实地试验场的一种典型测试板排列布置
实验设计的基本原理是随机性和重复性。大规模的实验板户外测试试验，一般使用重复性和随机性原则设计。在这种设计类型中，每种涂料和不同添加量（防腐剂）都被多次重复验证。试验板以随机顺序放置在曝晒架上，以尽量减少环境影响，例如接近地面。随机化也将相邻板之间的任何影响降到最低。
Troy在气候和微生物多样性的地区一直维持着实地测试，如美国东北部(气候温和，夏季潮湿，冬季干冷)；太平洋西北地区(气候温和，夏季干燥，冬天潮湿多雨)；美国东南部（春天和秋天潮湿，夏天湿度大，冬天干燥寒冷）；以及北欧(温和的温带气候，冬天潮湿，夏天潮湿温暖)。这些试验场地代表了应用在木材基材以及霉菌普遍生长的涂料的重要市场，因此可以提供不同地理区域的测试结果。Troy还在热带地区维持着测试栅栏，那里全年炎热、潮湿多雨。降雨和温度促进微生物的生长有着重要的作用。藻类是这里的主要威胁，这些地区代表着泥灰板涂料和砖石建筑涂料的巨大市场。Troy的热带和亚热带气候的试验场地分别位于亚洲和加勒比。
Troy的户外试验场地均包含所有的微生物攻击，以及各种不同的气候。事实上，在世界上许多人口最稠密的一些地区，涂料通常受到真菌和藻类的双重作用。图3-5显示了代表外墙涂料重要市场的两个试验场地–欧洲北部和亚洲东南部–微生物种类和气候条件的巨大差异。图3显示了这两个Troy试验场之间年平均降雨量的差异1。
图3》试验场地月降雨量对比
微生物在不同地点之间也存在很大差别，如图4和图5中的实例所示，再一次将Troy的一个北欧地点与其东南亚的一个地点进行比较2。
图4》北欧发现的微生物
图5》亚洲东南部发现的微生物
值得注意的是，在任何地区，微气候条件都会导致非特征性的生长-例如，藻类或霉菌在某一个区域生长，一般不会遇到危险。微气候与区域大气候相比可以在许多情况下产生不同的条件，如靠近水域、植被完全覆盖或场地布局开阔、通风的地方。
目前，Troy在世界各地的所有现场测试场地中全新评估及正在进行的评估，均是按照预先设定的防腐剂测试计划表进行。每隔一至三个月，统一根据ASTM（美国标准试验过程）D32742对试验板进行目视检查，评估霉菌或藻类生长情况。评分标准为0-10分，0分表示霉菌或藻类完全覆盖，10分表示霉菌或藻类完全没有生长。试验板通常在松木基材上户外暴露测试两年，对杉木和砖石基材则户外暴露测试三至五年。
图6显示的是美国东北部、太平洋西北部及美国东南部户外测试场地中在杉木复合基材上长达26个月测试后高效广谱多相663干膜防腐剂性能测试结果。对比结果显示，多相663在所有三种微生物及不同气候条件的试验场中，均优于四个竞争对手的干膜防腐剂，且远远超出标准偏差。结论是，多相663针对各种各样的霉菌、霉类和藻类微生物均具有持久的保护作用。这些结果对于打算在美国销售外墙涂料的客户来说是有价值的。然而，区域性涂料和涂料配方设计师应该注意，尽管它们的宏观气候非常适合霉菌和霉类微生物的生长，但它们所在的地区可能存在许多微气候，而这些微气候也容易促进藻类生长。正如Troy在开发和测试干膜防腐剂经验方面显示的结果。干膜防腐剂控制的微生物广谱范围越广，客户及终端消费者就会越安心。
图6》杉木基材上的多相663性能结果
在世界各地涂料受到各种微生物的影响，包括真菌、藻类、地衣和酵母。虽然实验室测试作为初步筛选工具有一定的作用，但不能代替长期的户外暴露测试来预测在现实生活中的实际性能。因此，Troy试验场地被安置在不同的区域，特意使涂层遭受各种气候和微生物的侵袭，以便体现出涂料主要市场的应用条件。在向客户提供测试服务时，Troy会根据客户相对应目标市场的场地对选择的几种防腐剂进行评估。最终的目标是评估和推荐最好的防腐剂，为客户涂料产品提供保护，消除其终端产品的潜在环境隐患。
欲了解有关Troy现场测试以及向客户提供的其他服务的更多信息，请访问www.troycorp.com。
1 Weatherbase.com. http://www.weatherbase.com. CantyMedia,2018.
2 American Society for Testing and Materials, Number D3274. ASTM,100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA, USA.
