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立讯检测 | 光照老化试验

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立讯检测 | 光照老化试验

作者:
立讯检测集团
来源:
http://www.lcs-cert.com/
发布时间:
2021/11/12

光照老化试验目的及原理

 

试验目的:

利用人工试验方法验证样品在自然环境下(如太阳光照、下雨、凝露等)的老化情况;

 

适用范围:

高分子材料,如塑料/橡胶、有机玻璃、各种涂层等;

 

老化原理:

1)高分子材料中的不饱和键吸收高能量紫外线后,发生各种光致化学反应,导致样品颜色变化、龟裂、起皱起泡等不良现象;

 2)产品在光照下导致样品表面和底部温度不均匀导致产品开裂/起皱等,或在高温下受到雨淋导致开裂等不良现象;

 

试验分类

 

 

序号

项目名称

波长范围

适用范围

1

氙灯老化

300-800nm可见光

汽车材料、各种高分子材料

2

UV老化

280-400nm紫外线

各种涂层、纺织品,或常规用途的塑料/橡胶

3

碳弧灯老化

250-800nm

仅适用于日本等地区的部分行业

4

金属卤素灯

300-3000nm

电子产品外壳测试

 

 

氙灯老化介绍

 

影响氙灯试验的条件

箱体温度:氙灯试验箱里面的环境温度;

 

辐照功率/强度:光照在某一波段的辐照功率。氙灯的辐照功率有这几种表达方式:@340nm;@420nm;@300-400nm;@300-800nm;

   一般认为,夏天正午的太阳辐照强度为:0.55W/m2@340nm、1.2W/m2@420nm、60W/m2@300-400nm、550W/m2@300-800nm;

 

黑板温度(Black Panel Temperature,BPT ):黑板温度计的表面温度,用于模拟试样表面温度;

 

辐照量:样品受到的光照辐射总能量,单位为J(kJ、MJ)。通过福照量和辐照强度,可以计算出测试时间;

    计算公式为:W(能量)=P(功率)*T(时间);

 

 循环模式:是否持续光照?是否需要喷水?是否有黑暗时间等?

如:GB/T 16422.2要求持续光照,干燥102min、喷淋18分钟;

          SAE J2412标准规定,光照3.8H黑暗1H;

          SAE J2527标准规定;

 

滤镜选择:

常见滤镜有:Daylight:Type S borosilicate 硼硅酸盐内/Type S borosilicate外;

Windows-glass:Type S borosilicate 硼硅酸盐内/soda-lime碱石灰外;

Q/B加速老化:Quartz 石英内/Type S borosilicate 硼硅酸盐外;

 

氙灯老化常见标准

 

塑料件:GB/T 16422.2(ISO 4892-2);

 

纺织品:GB/T 8430(ISO 105-B02);

 

美标:ASTM G155;

 

汽车内饰件:SAE J2412,各企业标准;

 

汽车外饰件:SAE J2527,各企业标准;

 

 

氙灯老化结果判定方式

 

外观判定:在D65光源下进行肉眼观察;

 

色差(由CIE国际照明委员会制定)

L:代表亮度,取值范围0-100;

a:代表红绿,取值-100~+100,正数偏红;

b:代表黄蓝,取值-100~+100,正数偏黄;

色差值△E=(△a²+△b²+△L²)1/2;

 

灰卡评级 (GB/T 250  纺织品 色牢度试验 评定变色用灰色样卡)

 

蓝色羊毛标样评级(ISO 105-B02、GB/T 8430、GB 730)

根据GB 730,蓝色羊毛分为1-8级,1级最容易变色,8级最不容易变色;如褪色到同样程度,3级羊毛所需时间是4级羊毛的一半,5级则是4级的2倍;

 

UV老化介绍

 

影响UV试验的条件

灯管类型

 

辐照强度:UVA为@340nm;UVB为@310nm; 常见强度为0.76W、0.89W、0.63W;

 

试验温度:50-80℃(无BPT说法);

 

循环模式:光照、黑暗、喷淋的组合;

 

试验时间或循环次数

举例:UVA 340灯管,8H光照、4H冷凝,辐照强度0.76W,室温温度光照时60℃、黑暗时50℃;

 

 

灯管类型

UVA-340:模拟户外自然老化,是使用率最高的灯管;

 

UVA-351:模拟透过窗玻璃太阳光的老化;

 

UVB-313:条件最为严格,QC和研发用最好,推荐用于耐久性材料(屋顶材料或一些外用涂料)测试;

 

 

UV老化常见标准

 

常见标准:

塑料件:GB/T 16422.3 (ISO 4892-3)

 

色漆和清漆:GB/T 23987 (ISO 11507)

 

美标:ASTM G154,ASTM D4329

 

 

UV老化结果判定方式

 

判定方式:外观检查、灰卡评级、色差评定