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紫外老化試驗箱的照射相當于戶外照射的多長時間
日期：2024-09-20 13:42
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摘要：紫外老化試驗箱內照射到底等于戶外陽光照射多長時間呢，其實跟你測試的產品有關，由于全球各地戶外自然曝曬的情況很不相同，為了準確地評價實驗，本實驗選用環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分別進行戶外自然曝曬和紫外人工加速老化實 驗，記錄實驗中樣品光澤和顏色的變化。
紫外老化試驗箱內照射到底等于戶外陽光照射多長時間呢，其實跟你測試的產品有關，由于全球各地戶外自然曝曬的情況很不相同，為了準確地評價實驗，本實驗選用環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料以及聚酯涂料，分別進行戶外自然曝曬和紫外人工加速老化實 驗，記錄實驗中樣品光澤和顏色的變化。
1.1戶外自然曝曬嚴格按照 ASTM G7 《非金屬材料的戶外自然曝曬試驗標準》執(zhí)行。被測試樣的背板為
厚 1.6 mm 的夾板，試樣架 45 °，朝南。
1.2人工加速老化實驗
人工加速老化測試按照 ASTM G154 《非金屬材料的紫外老化測試方法》執(zhí)行。實驗設備為 QUV/se 型
紫外加速老化試驗機 ( 美國 Q-Panel 公司制造 ) 。該試驗箱具有閉環(huán)反饋回路系統(tǒng)控制 [2] ，可設定并
控制 UV 光輻照強度。試驗使用 UVA-340 紫外燈管，光強峰值為 343 nm ，截止點為 295 nm 。為了排除不同溫度對實驗結果的影響，測試溫度統(tǒng)一設定在 50 ℃。
實驗分別在三種不同的循環(huán)條件下測試：
條件 1 ： 4 h 紫外光照射， 4 h 冷凝； UVA-340 燈管的輻照點控制在 0.83 W/(m 2 · nm) @340nm ；
整個測試循環(huán)溫度控制在 50 ℃。本測試循環(huán)中紫外的輻照強度相當于夏天正午的太陽光照。
條件 2 ： 4 h 紫外光照射， 4 h 冷凝； UVA-340 燈管的輻照點控制在 1.35 W/(m 2 · nm) @ 340
nm ；整個測試循環(huán)溫度控制在 50 ℃。條件 2 與條件 1 基本類似，但輻照度更強。
條件 3 ： 4 h 紫外光照射 (100 ％ 紫外輻照，無冷凝，無暗周期 ) ； UVA-340 燈管的輻照點控
制在 1.35 W/(m 2 · nm) @ 340 nm ；整個測試循環(huán)溫度控制在 50 ℃。
2 結果與討論
2.1 環(huán)氧涂料
樣板為涂覆在鋼板上的高光灰色環(huán)氧涂料。
戶外自然曝曬在一開始就表現出快速地失光和粉化，曝曬 1 a 后，樣板基本無光澤 ( 見圖 2) 。
此外，三個曝曬地點的樣品都出現銹蝕現象，在佛羅里達的樣板表面完全為銹斑所覆蓋，而在亞利桑那和克
里夫蘭的樣板有部分銹蝕。人工加速老化測試中，樣板很快失光，輻照強度越高，樣板失光越快 ( 見圖 3) 。此外帶有冷凝循環(huán)時樣板易
粉化，單純采用紫外輻照的則不易產生粉化。
從以上的數據可以看出，就環(huán)氧涂料的光澤和粉化的變化而言，帶有冷凝循環(huán)的人工加速老化實驗
結果和戶外自然曝曬的結果相關性較好。但由于 ASTM G154 標準要求測試采用純水，因此實驗結果沒有產生
戶外自然曝曬中出現的生銹現象。如果改為使用腐蝕性溶液可能更接近戶外自然曝曬，估計樣板會產生生銹
現象。建議實際使用中，結合紫外人工老化測試以達到更接近自然的結果 〔 3 〕〔 4 〕 。
2.2 聚氨酯涂料
樣板采用涂覆在鋼底材上的高光灰色聚氨酯涂料。
戶外自然曝曬中佛羅里達和亞利桑那的光澤下降較快，俄亥俄州的光澤下降較慢 ( 見圖 4) 。曝曬
2 a 后，所有樣板鋼底材全部裸露。三個戶外自然曝曬點的樣板都發(fā)生銹蝕現象。其中佛羅里達樣板的生銹
面積達整個面積的 20 ％，俄亥俄的樣板僅有幾個銹點，而亞利桑那樣板幾乎無銹蝕。
人工加速老化測試中帶有冷凝循環(huán)條件的測試的樣板失光較快，并伴有粉化現象 ( 見圖 5) 。而單
純采用紫外輻照條件的測試樣板失光速度較為緩慢且無粉化現象。
從以上的數據可以看出，就聚氨酯漆的光澤和粉化的變化而言，人工加速老化實驗中帶有冷凝循環(huán)
的實驗結果和戶外自然曝曬的結果相關性優(yōu)良。但根據 ASTM G154 標準進行的人工加速老化實驗不能模擬佛
羅里達戶外自然曝曬引起的生銹現象。
