材料耐候老化检测技术.ppt

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,阳光,阳光,湿度,温度,风,雷电,雨,影响材料自然老化性能的因素,1、阳光 2、温度 3、湿度 4、雨、露水 5、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,滤光镜组合,Boro/Boro：模拟太阳光整个光

2、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,黑标温度计,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、试样与空气或与试样架之间的热传递等条件。,湿度、雨、露水,

3、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-B：280315nm

4、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-340灯：广泛使用在模拟户外自然老化UVA-351灯：普遍使用于模拟透过窗玻璃太阳光的老化UVB-313灯：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,UVB-313 灯管,FS-40 灯管,太阳光,UVA-340 灯管,常用荧光紫外老化试验条件,ASTM D4329-99 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

5、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=年太阳辐照总量年数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

6、：1hour=3600sec,地面阳光光谱辐照度分布（出版物CIE No 85:1989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,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： 材料本身 化学结构、颜色、形状 使用环境 经纬度、季节、