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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:2020-09-22 09:37
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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。



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