涂料耐候性和耐光性很重要是目前公认的,但对什么是它们较好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。而普遍采用的有自然气候老化试验、氙弧灯照射、碳弧灯照射、紫外光灯照射等人工加速气候老化试验的方法。本文将探讨如何选择合适的测试方法。
1、自然气候老化试验
自然气候老化试验方法是国内外广泛采用的方法。其主要原因是自然气候老化实验结果更符合实际,所需的费用较低而且操作简单方便。虽然我们可以在任何地方进行自然气候老化试验,但国际上比较认可的试验场地是美国的佛罗里达,因为其阳光充足。
但自然气候老化试验的不足之处是试验需要的时间长,试验人员可能没有这么多年的时间等待一个产品的测试结果。另外,即使是佛罗里达,气候不可能年复一年的完全相同,故试验结果的再现性也不理想。
2、氙弧辐射试验
氙弧辐射试验被认为是较能模拟全太阳光谱的试验,因为它能产生紫外光、可见光和红外光。正因为如此,在国内外被认为是较广泛采用的方法。GB/T1865-1997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较终用途。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。通常运用的过滤有3种类型:日光、窗玻璃和扩展的紫外光类型。
紫外线老化试验箱主要用于模仿阳光雨露等人工光源的老化试验箱,用于非金属材料、有机材料(如:涂料、油漆、橡胶、塑胶及其制品)经在阳光、湿度、温度、凝露等气候条件的变化下检验有关产品及材料老化现象程度,在短时间内得到变色,退色等情况。紫外线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。
紫外线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。紫外试验箱可模拟自然气候中的紫外、雨淋、高温、高湿、凝露、黑暗等环境条件,通过重现这些条件,
1、紫外线老化试验箱模拟紫外线:阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。在试验中我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分,它产生很少的可见光或红外光谱能量。我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯。
2、紫外线老化试验箱温度控制:在每个循环中,温度都可控制在一个设定值。试验时可以通过观察温度。温度的提高可以加速老化的进程,温度的控制对于测试的可再现性比较重要。
老化方法分为:
1.自然老化方法
将样品固定于尺寸为50cm×150cm的木制框架的两侧。一组皮革暴露在阳光下(朝南的窗户),而另一组朝里(即不暴露在阳光下),两组均暴露在室内条件下。这使有关暴露在阳光下产生的影响能够在室内条件下进行直接的比较。
2.人工老化方法
使用一在线温度测量装置,每隔12min测定一次暴露在阳光下的皮革的表面温度和没有暴露在阳光下的皮革样品的表面温度。记录这18个月中每月平均温度变化,并在图1中给出。
此外,每2至3个月取一次试样片,再处理,并且除了弯曲刚度外,还要测定以下性能:抗张强度,撕裂强度,粘合性,挠曲性,耐擦坚牢度(DIN EN ISO 105-B02),脂肪含量。
人工老化在烘箱中进行,热处理温度为80℃,时间间隔24h,长处理时间为144h。皮革样品至少处理24h,然后在下一个24h处理之前测试。所用的测试是那些已示于自然老化中的有意义的变化,并建立了两种类型的曝光之间的相关性。
参考标准:
DIN 75220 《汽车构件在阳光模拟装置中的老化》。
技术参数与性能要求
(1) 光源类型:金属卤素灯
(2) 辐照面积:6000mm×2500mm
(3) 光谱范围:280~3000nm
(4) 辐照强度范围:600~1200W/m2
(5) 光源输出功率调节范围:50%~(无级调制)
(6) 标准辐照面:在地面1.4m高度上
(7) 光谱分布: 符合标准DIN 75220(CIE 85 Tab.4)
(8) 辐照均匀度:在基准面上标准值 ± 10%
(11)光源运行环境:+10~60,20%~95%,没有结露
(12)光源储存环境:-15~60,20%~95%,没有结露
(13)灯管寿命:1000h
(14)灯架高度调节系统
标准辐射面:离地900mm~1600mm 范围内可调
灯底面离地高度:离地2100mm~2800mm 范围内可调
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