铺路密封剂老化测试

世界各地的沥青路面都暴露在极端条件下。密封剂直接涂在降解的沥青上使路面恢复如新。密封剂必须粘附在现有路面上提供保护。目前路面密封剂的预期耐久性约为 3 至 4 年。 

Q-Lab 审查了几种测试方法，以确定哪种条件能更好地加速测试沥青密封剂的耐久性。该密封剂涂在车道和道路材料上，以测试天气影响（图 1）。

图1： 路面密封剂的典型应用

与油漆和塑料等其他材料相比，该产品更容易受到水渗透和冻结等“非传统”影响。铺路和密封剂的故障包括开裂、侵蚀和褪色（图 2）。

图2：典型的路面损坏

问题陈述

制造商需要一种能够准确预测道路密封剂长期曝晒情况的加速测试。目前唯一有效的测试是长时间户外测试。 

有时加速测试方法并不具备重现最终使用环境所需的所有条件。在相同的条件下，使用标准循环的传统实验室测试不足以导致该产品产生与实际环境或北方户外测试一样的变质。标准测试通常不包括任何冷冻步骤，或者可能没有向测试样本注入足够的水。 

加速试验必须准确，但速度也必须足够快，以便对配方进行多次修改。良好的加速试验允许在受控条件下评估样品，并且可以在一年中的任何时间进行。 

学习

有一种加速方法脱颖而出，成为解决此问题的可能方法，即Q-TRAC 太阳能聚光器测试，采用每日浸泡/冷冻/解冻循环。该测试最初是为工厂涂层硬纸板壁板开发的，并发布为 ASTM D5722 标准。最近，该测试已成功用于测试沥青屋顶材料，因此它很可能也适用于道路密封剂。

使用相同样本对其他几种测试方法进行了评估作为比较：

测试 1：加速测试 ASTM G154 循环 7，持续 600 小时
测试 2：加速测试 SAE J2527 1000 小时
测试 3：ASTM G90 喷雾 1 持续 90 天
测试 4：ASTM G90 浸泡冷冻 90 天
测试 5：ASTM G90 温度限制和喷雾 2，持续 90 天
测试 6：佛罗里达州户外 12 个月
测试 7：亚利桑那州户外 12 个月

3 种不同密封剂，每种做成15组复制品，进行7 种不同的加速老化测试。一个样本被保留为原始样本，另外两个样本进行测试。定期评估样本的劣化情况并拍照。作为基准参考，我们使用了在威斯康星州的水平架上暴露了 21 个月的样本（图 3）。

图3： 威斯康星州的户外暴晒

成果

实验室测试未导致样本发生任何显著变化（图 5）。条件还不足以引发故障或产生威斯康星州暴露中出现的劣化。从这些结果中吸取教训，我们可以建议其他更好、更快的实验室测试，但本研究仅研究了标准曝晒测试。

图5： 实验室测试结果显示几乎没有变化

在户外测试中，佛罗里达州表现出一些相同的劣化，但不足以进行所需的区分。亚利桑那州测试中暴露的许多样品没有明显的劣化。水量可能降低了亚利桑那州测试的速度，而缺乏冰冻则减慢了佛罗里达州测试的速度。佛罗里达州测试的劣化速度较慢 - 通常比北方暴露速度快 - 排除了将其作为合适测试的可能性。

所有太阳能聚光器测试在使样品产生缺陷方面都表现得更好，并且与威斯康星州的户外曝晒情况非常吻合。Q-TRAC 浸泡/冷冻/解冻 (SFT) 测试中的样本是唯一显示出可辨别差异的测试结果（图 5 和表 1）。我们能够将所有样本分为三大类：最佳、中等和最差。Q-TRAC SFT 测试正确地识别了户外测试中表现最好的三个样本。

图5: Q-TRAC S/F/T 与户外威斯康星州的照片对比

表1： Q-TRAC S/F/T 与户外威斯康星州的定性比较

并非所有 Q-TRAC 循环都能有效区分性能。在温控测试中观察到的退化程度最低，可能是因为样品未达到黑色样品上的温度，而喷雾 1（白天）循环很可能不足以让足够的水渗透到样品中。

结语

在我们的研究中，正确重现威斯康星州在测试时间段内实时户外测试的相对速率和性能的最佳曝晒测试是 Q-TRAC 浸泡/冷冻/解冻测试。用太阳能聚光器进行 90 天的曝晒能够准确预测 2 年曝晒的性能。 

备注 

ASTM D5722 测试方法使用 Q-TRAC 太阳能聚光器将样品在白天暴露于喷雾 1（白天）循环中。在一天结束时，将样品从暴露位置移出，并放置在环境温度的水浴中一小时。将样品移至 0 °C 的冰箱中过夜，早上解冻，然后放回太阳能聚光器进行曝晒。