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1、材料耐候老化国际检测技术WEATHERING RESISTANCE TESTING FOR MATERIALS主要内容1.材料老化实验相关背景简介2.不同老化机的简介3.老化时间的计算户外暴晒户外暴晒阳光阳光阳光湿湿度度温温度度风风风风雷电雷电雷电雷电雨雨影响材料自然老化性能的因素u1、阳光u2、温度u3、湿度u4、雨、露水u5、其他：水、雷电、风、盐雾、酸雨、生物、污染物等等其它因素太阳光谱与碳弧灯光谱Carbon Arc 碳弧封闭式：在日本仍用于材料的褪 色及色牢度测试开放式：在日本仍用于汽车材料 的老化测试太阳光谱与氙灯光谱氙灯日晒老化机水冷式氙弧灯风冷式氙弧灯滤光镜组合Boro/Bor
2、o：模拟太阳光整个光化学区的 光谱能量分布Boro/Soda Lime：模拟透过窗玻璃的太 阳光的光谱能量分布Quartz/Boro：含有部分太阳光所没有的 更短波长Quartz/Quartz：近似地球大气不能滤去 的太阳光强度IR/Boro：模拟太阳光3001000nm的光 谱能量分布温度黑板温度(BPT):显示导热性良的深色试样表面温度黑标温度(BST):显示导热性差的深色试样表面温度白标温度(WST):显示导热性差的浅色试样表面温度黑板温度计黑板温度计黑板温度计黑板温度计黑标温度计黑标温度计黑标温度计黑标温度计l暴露试样的表面最高温度主要依赖于光源辐照强度、辐射热的吸收、试样自身的热传导
3、、试样与空气或与试样架之间的热传递等条件。湿度、雨、露水化学反应渗透作用溶解热冲击冲刷部分材料对水分子较敏感，较容易吸湿而导致表面光泽下降。如环氧树脂、聚氨酯等。常用湿度条件：505%、655%常用模拟下雨条件：102min干燥，18min喷淋常用氙弧灯老化试验条件ASTM G155/G26非金属材料氙灯曝露试验ISO 4892-2:2006 Method A荧光紫外人工加速老化原理：以荧光紫外灯为光源，模拟并强化对高分子 材料老化影响最显著的紫外光谱，并适当控 制温度、湿度，使在试样上同期性的产生凝 露的试验。紫外光谱紫外光谱分区UV-A：315400nm 引起高分子材料 老化的主要区域UV
4、-B：280315nm 包括了能到达地 球地面的最短紫外光，可被窗 玻璃过滤掉UV-C：100280nm 只存在于大气层 之外的太空中常用灯管UVA-340UVA-340灯：灯：广泛使用在模拟户外自然老化广泛使用在模拟户外自然老化UVA-351UVA-351灯：灯：普遍使用于模拟透过窗玻璃太阳光的老化普遍使用于模拟透过窗玻璃太阳光的老化UVB-313UVB-313灯：灯：广泛使用在汽车耐候漆的实验室筛选广泛使用在汽车耐候漆的实验室筛选荧光紫外灯光谱与太阳光谱太阳光太阳光UVB-313 灯管灯管FS-40 灯管灯管太阳光太阳光UVA-340 灯管灯管常用荧光紫外老化试验条件ASTM D4329-
5、99 塑料荧光紫外曝晒试验塑料荧光紫外曝晒试验ISO 4892-3：2006 Method A太阳、氙灯与紫外光谱比较最受关注的问题5年自然老化=人工气候老化需要多长时间？目前最权威的计算方法来源：EN12608-2003：门窗制备用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型 材分类、要求和试验方法(附录C)老化时间老化时间=年太阳辐照总量年太阳辐照总量年数年数60%67%5503600 -年太阳辐照总量：波长范围在3002450nm内的各地区地面吸收的阳光 年辐照总量，J/m2；-60%：波长范围在300800nm的辐照量占总辐照量的百分数，材料正因 为吸收此范围的光照而引起老化降解；-67%：温度修正
6、系数。因在自然老化中，除了夏天，其他季节的平均气温 相对较低；-550：氙灯日晒老化机使用Boro/Boro滤镜组合时，其发射的光谱波长范 围在300800nm的辐照量，W/m2；-3600：1hour=3600sec地面阳光光谱辐照度分布地面阳光光谱辐照度分布（出版物（出版物CIE No 85:1989表表4）计算过程EN12608-2003：门窗制备用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材分类、要求和试验方法(附录C)温带气候 M类门窗（5年户外暴晒要求）年辐照总量：4109J/m2 老化时间=4109 560%67%5503600=4061h 标准要求：4000h热带气候 S类门窗（5年户外暴
7、晒要求）年辐照总量：6109J/m2 老化时间=6109 560%67%5503600=6091h 标准要求：6000h中国主要的气候类型中国主要的气候类型主要假设条件1.自然气候稳定2.氙灯照射光谱稳定，且与自然太 阳光光谱一致3.材料老化机理一致Something should always be in mind材料的耐候性能取决于：材料的耐候性能取决于：材料本身 化学结构、颜色、形状使用环境 经纬度、季节、风、样品角度、背面支撑材料、周围环境条件 经验表明，实验室与特定地点的大气暴晒试验结果之经验表明，实验室与特定地点的大气暴晒试验结果之间的相关性只适用于特定种类和配方的材料及特定的间的相关性只适用于特定种类和配方的材料及特定的性能，且其相关性已为过去的试验所证实了的场合。性能，且其相关性已为过去的试验所证实了的场合。The End The End