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紫外老化试验箱的照射相当于户外照射的多长时间
日期：2024-04-27 11:23
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摘要：紫外老化试验箱内照射到底等于户外阳光照射多长时间呢，其实跟你测试的产品有关，由于全球各地户外自然曝晒的情况很不相同，为了准确地评价实验，本实验选用环氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分别进行户外自然曝晒和紫外人工加速老化实 验，记录实验中样品光泽和颜色的变化。
紫外老化试验箱内照射到底等于户外阳光照射多长时间呢，其实跟你测试的产品有关，由于全球各地户外自然曝晒的情况很不相同，为了准确地评价实验，本实验选用环氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分别进行户外自然曝晒和紫外人工加速老化实 验，记录实验中样品光泽和颜色的变化。
1.1户外自然曝晒严格按照 ASTM G7 《非金属材料的户外自然曝晒试验标准》执行。被测试样的背板为
厚 1.6 mm 的夹板，试样架 45 °，朝南。
1.2人工加速老化实验
人工加速老化测试按照 ASTM G154 《非金属材料的紫外老化测试方法》执行。实验设备为 QUV/se 型
紫外加速老化试验机 ( 美国 Q-Panel 公司制造 ) 。该试验箱具有闭环反馈回路系统控制 [2] ，可设定并
控制 UV 光辐照强度。试验使用 UVA-340 紫外灯管，光强峰值为 343 nm ，截止点为 295 nm 。为了排除不同温度对实验结果的影响，测试温度统一设定在 50 ℃。
实验分别在三种不同的循环条件下测试：
条件 1 ： 4 h 紫外光照射， 4 h 冷凝； UVA-340 灯管的辐照点控制在 0.83 W/(m 2 · nm) @340nm ；
整个测试循环温度控制在 50 ℃。本测试循环中紫外的辐照强度相当于夏天正午的太阳光照。
条件 2 ： 4 h 紫外光照射， 4 h 冷凝； UVA-340 灯管的辐照点控制在 1.35 W/(m 2 · nm) @ 340
nm ；整个测试循环温度控制在 50 ℃。条件 2 与条件 1 基本类似，但辐照度更强。
条件 3 ： 4 h 紫外光照射 (100 ％ 紫外辐照，无冷凝，无暗周期 ) ； UVA-340 灯管的辐照点控
制在 1.35 W/(m 2 · nm) @ 340 nm ；整个测试循环温度控制在 50 ℃。
2 结果与讨论
2.1 环氧涂料
样板为涂覆在钢板上的高光灰色环氧涂料。
户外自然曝晒在一开始就表现出快速地失光和粉化，曝晒 1 a 后，样板基本无光泽 ( 见图 2) 。
此外，三个曝晒地点的样品都出现锈蚀现象，在佛罗里达的样板表面完全为锈斑所覆盖，而在亚利桑那和克
里夫兰的样板有部分锈蚀。人工加速老化测试中，样板很快失光，辐照强度越高，样板失光越快 ( 见图 3) 。此外带有冷凝循环时样板易
粉化，单纯采用紫外辐照的则不易产生粉化。
从以上的数据可以看出，就环氧涂料的光泽和粉化的变化而言，带有冷凝循环的人工加速老化实验
结果和户外自然曝晒的结果相关性较好。但由于 ASTM G154 标准要求测试采用纯水，因此实验结果没有产生
户外自然曝晒中出现的生锈现象。如果改为使用腐蚀性溶液可能更接近户外自然曝晒，估计样板会产生生锈
现象。建议实际使用中，结合紫外人工老化测试以达到更接近自然的结果 〔 3 〕〔 4 〕 。
2.2 聚氨酯涂料
样板采用涂覆在钢底材上的高光灰色聚氨酯涂料。
户外自然曝晒中佛罗里达和亚利桑那的光泽下降较快，俄亥俄州的光泽下降较慢 ( 见图 4) 。曝晒
2 a 后，所有样板钢底材全部裸露。三个户外自然曝晒点的样板都发生锈蚀现象。其中佛罗里达样板的生锈
面积达整个面积的 20 ％，俄亥俄的样板仅有几个锈点，而亚利桑那样板几乎无锈蚀。
人工加速老化测试中带有冷凝循环条件的测试的样板失光较快，并伴有粉化现象 ( 见图 5) 。而单
纯采用紫外辐照条件的测试样板失光速度较为缓慢且无粉化现象。
从以上的数据可以看出，就聚氨酯漆的光泽和粉化的变化而言，人工加速老化实验中带有冷凝循环
的实验结果和户外自然曝晒的结果相关性优良。但根据 ASTM G154 标准进行的人工加速老化实验不能模拟佛
罗里达户外自然曝晒引起的生锈现象。
