铝及其合金的阳极氧化-使用人造光加速有色阳极氧化膜耐光性试验标准立项发展报告

*铝及其合金的阳极氧化——使用人造光加速有色阳极氧化膜耐光性试验标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Anodizingofaluminiumanditsalloys—Acceleratedtestoflightfastnessofcolouredanodicoxidationcoatingsusingartificiallight摘要：本报告旨在系统阐述国际标准ISO2135:2024《铝及其合金的阳极氧化——使用人造光加速有色阳极氧化膜耐光性试验》的立项背景、制定过程、技术内容及其行业发展意义。铝及其合金的阳极氧化处理是提升其表面性能（如耐腐蚀性、耐磨性及装饰性）的核心技术，特别是在建筑、交通和消费电子领域，有色阳极氧化膜的应用日益广泛。耐光性作为衡量阳极氧化膜在户外或强光环境下颜色稳定性的关键指标，直接决定了产品的使用寿命与美学价值。随着全球化市场对产品质量要求趋严，现行耐光性试验方法已难以满足新材料、新工艺及更严苛环境的需求。本标准（ISO2135:2024）的修订与发布，旨在通过引入标准化的人造光源，统一测试条件与评价体系，从而提高试验结果的可比性与重复性。报告深入分析了本标准的技术框架，包括试验装置（氙弧灯或荧光紫外灯）、试样制备、辐照度与温度控制、颜色变化评估（ΔE*ab色差法）等核心内容。结论指出，该标准的实施将显著提升铝及铝合金着色产品在复杂光照环境下的可靠性评价水平，为国际贸易消除技术壁垒，并促进高端制造、绿色建材、新能源等领域的技术合规与质量升级。关键词：铝及铝合金；阳极氧化；有色膜；耐光性试验；加速老化；人造光；ISO2135:2024；标准制定Keywords:Aluminiumanditsalloys;Anodizing;Colouredcoatings;Lightfastnesstest;Acceleratedaging;Artificiallight;ISO2135:2024;Standardization正文1.引言铝及其合金因其优异的轻质、高强、耐腐蚀及可加工性，广泛应用于建筑幕墙、轨道交通、航空航天、消费电子及家居装饰等领域。为赋予铝材更优异的表面性能和丰富的装饰色彩，阳极氧化处理成为不可或缺的关键工艺。其中，着色的阳极氧化膜不仅具有金属质感，还能实现丰富的色彩定制，极大地提升了产品的附加值。然而，有色阳极氧化膜在长期户外暴露或高强度人工光照环境下的颜色稳定性（即耐光性）是衡量其质量的首要指标。褪色、变色或粉化等失效模式不仅影响外观，更可能导致功能层（如耐候性、耐蚀性）的加速劣化。ISO2135标准最早制定于上世纪80年代，期间历经多次技术更新，旨在为全球提供一种共识的、可复现的实验室加速试验方法，以评估铝合金着色阳极氧化膜的耐光性能。随着新型有机染料、电解着色工艺、纳米复合着色技术以及更高效的LED照明、太阳能光热转换等新应用场景的涌现，旧版标准在光源光谱匹配度、试验循环及评价指标方面已显滞后。因此，ISO/TC79/SC2（轻金属及其合金阳极氧化技术委员会）于2021年启动了对ISO2135第五版的修订工作，并于2024年发布了现行版本ISO2135:2024。本标准的发展标志着铝阳极氧化膜耐光性评估迈向了更高精度、更贴近真实服役环境的标准化阶段。2.标准技术核心解析ISO2135:2024明确了基于人造光源（氙弧灯或荧光紫外灯）的加速试验方法，其核心技术要点如下：2.1试验原理与光源选择标准规定了采用模拟自然阳光中紫外及可见光波段的人造光源。氙弧灯因其光谱分布与地球表面的自然日光最为接近，被推荐为首选光源，尤其适用于评价中短波紫外光对染料的降解影响。同时，考虑到成本或特定机构需求，荧光紫外灯（UVA-340型）也被纳入可选范围，其光谱可有效模拟阳光中短波紫外（UV-B、UV-A）部分，适用于对比性测试。标准修订过程中增加了对光源辐照度均匀性、光谱辐照度容差（如ISO4892-1中的规定）的严格限定，确保不同实验室间结果的可比性。2.2试验条件与循环-辐照度控制：实现了对特定波长（如340nm处）辐照度的精确控制（例如设置0.51W/m²/nm），模拟典型夏季正午太阳辐照水平。标准提供了宽温和窄温两种推荐试验循环。-温度与湿度：黑标温度（BPT）控制在65°C±3°C，试验箱空气温度45°C±3°C。通过控制湿度（常规干燥循环或可选的水喷淋循环），模拟不同气候条件下的湿热老化效应。-光暗周期：采用连续光照模式（加速模拟全天日照）或可选的明暗交替模式（模拟昼夜循环），以匹配特定材料在户外的真实暴露行为。2.3试样与对比标准标准对试样尺寸、制备工艺（阳极氧化膜厚度、封孔质量）及老化前色坐标测定进行了明确要求。采用国际通用的CIELab色差公式ΔE*ab作为颜色变化的量化指标，通常以ΔE*ab≤3.0（或参照特殊客户协议）作为判定的合格阈值。同时，标准要求使用经过认证的蓝色羊毛标准样（ISO105-B01/B02系列）作为内部比对参考，以验证试验设备的性能稳定性。2.4试验报告报告需详细记录光源类型、辐照度、温度循环、暴露时间、ΔE*ab值以及任何异常现象（如粉化、开裂）。新标准特别强调了提供加速试验与自然暴晒关联性的数据分析（如适用），以帮助用户更科学地预测产品实际使用寿命。3.参与修订的企事业单位或标委会介绍本标准的制定与修订主要由国际标准化组织铝及其合金技术委员会表面处理分委员会（ISO/TC79/SC2）主导。该技术委员会是轻金属阳极氧化领域国际标准化的最高权威机构，其秘书处现由法国标准化协会担任。ISO/TC79/SC2的专家成员来自全球主要铝业生产国、相关工业协会、检测机构及知名企业（如德国的GDA、日本的轻金属制品协会、美国的ASTMB08委员会、中国的全国有色金属标准化技术委员会等）。本次修订的核心工作组由来自欧洲、北美及亚太地区的表面处理专家组成。以德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）为代表的研究机构在该标准的修订中发挥了核心作用。BAM作为欧洲顶尖的材料安全与性能研究机构，长期致力于铝阳极氧化膜老化机理的探索。BAM团队针对不同染料体系（酸性染料、金属络合染料、复合着色膜）在不同光谱下的光降解动力学进行了深入研究，为本次标准修订提供了坚实的理论依据。他们提出的“逐步提高辐照度法”被采纳为标准附录，用于快速判定不同膜层的耐光等级。此外，通过建立全球首个1000小时自然暴晒与加速试验的关联数据库，BAM解决了长期困扰业界的“加速倍率估算不准”难题。BAM不仅分享了其独特的高温抗紫外老化试验箱设计经验，还牵头完成了新版标准的实验室间比对验证工作，确保了标准技术指标的普适性与稳健性。另一个关键贡献方是瑞士SGS集团。作为全球领先的检验、鉴定、测试和认证机构，SGS凭借其在消费电子、汽车零部件领域的丰富检测经验，提出了将“单一温度控制”改为“宽窄温双循环选择”的建议。这一调整有效覆盖了从热带地区（高温高辐照）到温带地区（中温中辐照）的多样性需求，大大提升了标准的实用性。同时，SGS推动了“针对不同工业领域（建筑、航空、电子）可采用不同判定阈值”的共识，显著增强了标准执行的灵活性。4.标准的意义与应用前景-消除贸易壁垒：精细化的ΔE*ab合格判定阈值和详细的操作规范，避免了因各国标准不一致导致的重复测试及市场准入门槛，极大促进了铝合金着色产品的全球自由贸易。-促进新材料研发：标准为新型染料、新型封孔技术（如冷封孔、中温封孔后的耐光性差异）提供了可靠的评价工具。企业可在研发阶段依据本标准进行快速的耐久性筛选，加速产品创新。-对接绿色建材与光伏产业：在建筑幕墙（尤其彩色阳极氧化板