涂料、塑料和其他有机材料暴露在自然气候条件和光照辐射下经一段时间会出现失光、褪色、泛黄、剥落、开裂、丧失拉伸强度和整层脱落等现象。即使是室内光线或者透过窗玻璃的阳光也会对诸如颜料或染料之类的物质造成损害。因而对于户外使用的涂料,如建筑外用涂料和汽车涂料,耐候性和耐光性是重要的检测项目。虽然大家都认同涂料的耐候性和耐光性很重要,但对什么是它们的测试方法却各执己见。国内外现在评价涂料耐候性和耐光性的方法也很多。

    尽管我们在任何地方都可以使用自然气候加速老化测试,但适合的测试地方是美国的佛罗里达州,那里阳光充足。但是测试时间是比较长的,测试工作人员可能没有那么长的时间等待测试结果。随着时代的进步,后来人们发明了一种特殊的自然气候老化试验箱试验。

    自然气候老化试验方法是国内外广泛采用的方法,分别有两种方法:

    1,紫外老化试验箱(模拟太阳光加速老化试验箱)。

    2,氙灯老化试验箱(全谱的模拟加速老化试验箱)是目前国内外应用广泛的,因为在加速老化的自然结果能够满足实际的标准,所以成本相对也是比较作也是非常简单和方便。

    紫外老化试验箱与氙灯老化试验箱的区别

    氙灯老化试验箱辐射试验:

    1、氙灯老化试验箱是应用比较广泛的测试设备,它可以模拟所有的太阳光谱,因为它可以产生紫外线(UV),可见光和红外(IR)它的波长在295nm--800nm范围的氙气灯的光谱基本上是和太阳光的光谱是相同的。正是因为这样它是被用来测试产品是比较多的,而这些产品它们都是对紫外线的长波段、可见光和红外光都是非常的敏感的。

    GB/T1865-1997(等同于IS0113411:1994)详细地介绍了这种方法。但这种方法也有它的局限性,即氙弧灯光源稳定性及由此带来的试验系统的复杂性。氙弧灯光源必须经过过滤以减少不期望的辐射。为达到不同的辐照度分布可有多种过滤玻璃类型供选择。选用何种玻璃取决于被测试材料类型及其终用途。改变过滤玻璃可以改变透过的短波长紫外光类型,从而改变材料遭受破坏的速度和类型。通常运用日光、窗玻璃和扩展的紫外光三种类型(国标GB/T1865-1997中提到的方法1和方法2对应于前两种类型)。

    2、氙灯老化试验箱都配备一个辐照度控制系统。辐照度控制系统在氙弧辐射试验中很重要,因为氙弧灯光源的光谱自身内在稳定性就比荧光紫外灯光的光谱差。

    3、大多数氙灯老化试验箱在模拟润湿条件时采用水喷淋和(或)温度自动控制系统(国标GB/T1865-1997提出的"表面用水喷淋")。水喷淋方法的局限是当温度相对较低的水喷到温度相对较高的试板上时,试板会冷却下来,这会使材料遭破坏的过程减缓。

    4、在氙灯老化试验箱辐射试验中,要求使用高纯度的水以防止试板表面形成沉积物。因此运行费用较高。

    紫外老化试验箱照射方式:

    1.紫外线老化试验箱是应用荧光紫外线灯光来模拟全太阳光对材料耐久性的破坏作用,与之前说到的氙灯老化试验箱是有区别的,荧紫外灯在电学原理上跟普通的照明用冷光日光灯较为相似,不过更多生成的是紫外光而非可见光或红外光线。

    2.根据不同的暴晒程度,有不同类型的具有不同光谱的灯管选择:UV-A340型的灯管是客户选择比较普遍的一个类型,主要是测试短波长紫外光光谱范围能够更好的模拟全阳光;

    UV-B313型的灯管,一般客户选用的比较少的一类型,这款灯管主要是加速老化的功能(比如:340的灯管测试时间要两周才知道结果,313的灯管只需要一周的时间就可以看出效果)

    3、辐照度(光强度)控制对于获得准确而有重现性的结果是很有必要的。大多数紫外光老化试验装置都配备了辐照度控制系统。这些的辐照度控制系统使用户做试验时能选择辐照度量。通过反馈控制系统,辐照度能被连续和自动地监控并地得到控制。控制系统通过调节灯管的功率而自动地对因灯管老化或其他原因造成的照度不足进行补偿。

    4、荧光紫外光灯因自身内在的光谱稳定性使辐照度控制简单化。所有的灯源随时间老化都会变弱。但荧光灯与其他类型的灯不同,它的光谱能量分布不会随时间变化。这一特点提高了试验结果的重现性,因而也是一大优势。

    5、有试验表明,一盏使用了2h的灯和一盏使用了5600h的灯在配备了辐照度控制的老化试验系统中的输出功率无明显区别,辐照度控制装置能够维持光强度的恒定。此外,它们的光谱能量的分布也无变化,这同氙弧灯有很大区别。

    6、使用紫光灯老化试验的一个主要优势在于它能够模拟较为符合实际的室外潮湿环境对材料的破坏作用。材料置于室外时,据统计每天至少有12 h频繁地遭受潮湿作用。因为这种潮湿作用大多表现为凝露的形式,因而在加速人工气候老化试验中采用一个特殊的冷凝原理来模仿室外潮湿。

    7、在这样的冷凝循环过程中,要加热试验箱底部的水槽以产生蒸汽。热蒸汽保持试验箱的环境在高温下有100%相对湿度。试验箱设计时,要使试板实际上构成试验箱的侧壁。这样试板的背面暴露在室温的室内空气下。室内空气的冷却作用使被测的试板表面的温度比蒸汽温度降低几度。这几度的温差可使水在冷凝循环过程中连续不断地降到被测试表面。

    8、如此产生的冷凝水是性质稳定的、纯净蒸馏水。这种水能提高实验结果的重现性,排除水沉积物污染问题并且简化试验设备安装和操作。因为材料在室外受潮的时间一般很长,所以典型的循环冷凝系统少要有4 h的试验时间。紫外线老化试验箱冷凝过程在加温条件下进行(50℃),就会大大地加快潮湿对材料的破坏速度。长时间的、加热条件下进行的冷凝循环比其他诸如水喷淋、浸渍和其他高湿度环境的方法更能有效地再现潮湿环境破坏材料的现象。

    总结:

    1、氙灯老化试验箱的模拟环境

    1)氙灯老化主要是模拟全阳光光谱。

    2)氙灯试验箱采用能模拟全阳光光谱的氙弧灯来再现不同环境下存在的破坏性光波,可以为科研、产品开发和质量控制提供相应的环境模拟和加速试验。

    3)氙灯老化试验箱可用于新材料的选择、改变现有材料或评估材料组成变化后耐用性的变化试验,可以很好的模拟在不同环境条件下,材料暴露在阳光下所产生的变化。通过材料试样暴露在氙弧灯的光照及热辐射下进行老化试验.来评价在高温光源作用下某些材料的耐光、耐候性能.主要用于汽车、涂料、橡胶、塑胶、颜料、粘合剂、织物等。

    2、紫外线老化试验箱模拟的环境

    1)紫外老化试验设备主要是模拟太阳光中的紫外光线。

    2)紫外老化试验箱采用荧光紫外灯为光源,通过模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝,对材料进行加速耐候性试验,以获得材料耐候性的结果。

    究竟哪种试验方法是的呢???没有的答案。

    选择哪种方法取决于要测试的材料,材料的终应用场合,所关心的材料遭破坏的模式和财力等方面的因素。虽然国标规定且国内目前通行的耐老化试验方法是氙弧辐射,但在国外氙弧辐射和紫外光老化试验都是应用广泛的试验方法。

    紫外老化试验箱与氙灯老化试验箱的试验方法是基于完全不同的原理。所有的光谱氙灯老化试验箱可以模拟太阳的紫外线(UV),分别,可见光和红外线(IR),其目的是模拟太阳光。而紫外光老化试验并不企图仿制太阳光线,只是模仿太阳光的破坏效果,它是基于这样的原理,长期在室外暴露的耐久性材料,受短波紫外光照射引起的老化损害。