光老化测试

光老化测试概述

光老化测试是评估材料在光辐射（主要为太阳光或模拟太阳光）及其相关环境因素（如温度、湿度）作用下，抵抗性能随时间发生不可逆劣化的人工加速老化试验。该测试通过将试样暴露于受控的实验室光源下，模拟并强化户外光照及伴随的热、湿条件，以加速材料的光氧化、水解等化学与物理过程，从而在较短时间内预测其长期耐候性能。

光老化测试的目的

测试旨在为材料研发、品质管控及合规认证提供关键数据，主要目的包括：

1. 评估耐光与耐候性能：系统评价塑料、涂料、橡胶、纺织品、油墨及汽车内外饰件等材料在模拟光照及环境应力下的颜色稳定性、机械性能保持率及表面完整性变化。

2. 指导材料选择与配方优化：快速对比不同原材料、添加剂（如紫外线稳定剂、抗氧剂）或生产工艺对材料抗老化性能的影响，为产品开发提供依据。

3. 加速产品验证进程：通过提高辐照强度、温度等试验条件，在数周或数月内获得材料在户外数年甚至十几年使用下的性能衰减趋势，缩短产品上市前的验证周期。

4. 满足行业法规与标准要求：确保产品符合汽车、建筑材料、户外装备、纺织品等特定行业对耐光老化性能的强制性测试与认证要求。

光老化测试的主要项目

测试核心在于量化试样暴露前后关键性能指标的变化，主要测试项目包括：

1. 外观性能评价：

   • 颜色稳定性：使用色差计，依据CIELAB色度系统，测定并计算色差值（ΔE）。

   • 光泽保持率：使用光泽度计，测量特定角度下的光泽度值，计算其保留百分比。

   • 表面形态评定：依据标准图谱或灰卡，在标准光源箱下评定试样表面出现的粉化、开裂、起泡、斑点、沾污、霉变、剥落等缺陷的等级。

2. 物理机械性能变化：对比测试前后，测定并计算关键力学性能的保留率，如拉伸强度保留率、断裂伸长率保留率、弯曲强度保留率、冲击强度保留率。

3. 化学结构变化分析（深度分析）：可采用傅里叶变换红外光谱分析材料表面官能团（如羰基、羟基）的变化，用于老化机理研究。

光老化测试的相关标准

测试依据根据光源类型、行业及材料种类不同，主要遵循以下标准：

1. 氙弧灯测试标准：模拟全光谱太阳辐射及气候因素。

   • ISO 4892-2（塑料） / GB/T 16422.2：实验室光源暴露方法-氙弧灯。

   • ASTM G155：非金属材料氙弧灯暴露标准操作规范。

   • 汽车行业：SAE J2527（外饰）， SAE J2412/J2413（内饰）。

   • 纺织品：ISO 105-B04， AATCC TM16。

2. 紫外荧光灯（UV灯）测试标准：主要强化紫外线及冷凝作用。

   • ISO 4892-3（塑料） / GB/T 16422.3：实验室光源暴露方法-荧光紫外灯。

   • ASTM G154：非金属材料荧光紫外灯暴露标准操作规范。

   • 涂料行业：ISO 11507， ASTM D4587。

3. 碳弧灯测试标准：较传统的测试方法，在某些行业仍有应用。

   • ISO 4892-4 / GB/T 16422.4：实验室光源暴露方法-开放式碳弧灯。

   • ASTM G152：非金属材料封闭式碳弧灯暴露标准操作规范。

光老化测试报告

一份专业的检测报告是评估材料耐候性能的有效凭证，应包含以下核心内容：

• 样品与设备信息：样品描述、测试设备型号、光源类型（氙灯、UV灯等）及滤光系统。

• 详细测试条件：明确标注依据的标准、总辐照量（J/m²）或测试时长、循环周期设置（光照/暗期、喷淋/冷凝）、黑板/黑标温度、箱体温度、相对湿度、辐照度强度。

• 测试结果：

  • 以数据表格和趋势图形式，系统展示不同时间点的色差（ΔE）、光泽保持率、力学性能保留率等量化数据。

  • 提供初始及关键节点的试样外观对比照片。

  • 记录表面缺陷的类型及等级。

• 结论：基于测试数据与预定的接受准则（如标准限值或客户技术要求），对样品的耐光老化性能给出明确判定。报告必须经授权签字人签发，并加盖检验检测机构资质认定（CMA）标志章。

光老化测试选择检测机构注意事项

为确保测试结果的准确性、重现性及行业认可度，选择服务机构时应进行如下评估：

1. 资质认证：必须选择具备CMA资质的检测机构。若报告需用于国际市场，应优先选择同时具备CNAS认可的机构，且认可范围明确涵盖计划采用的测试标准（如ISO 4892-2, ASTM G155等）。

2. 设备与技术能力：确认机构拥有与目标标准要求严格匹配的测试设备（如氙灯老化箱、紫外老化箱）及正确的滤光系统（如日光滤光器、UVA-340灯管）。核查关键传感器（辐照度、温度）的校准状态及有效期。

3. 技术方案专业性：考察机构工程师是否能根据材料最终使用环境（如户外直接暴晒、室内靠窗位置、车内环境），推荐最合适的光源类型（氙灯、UV灯）及测试标准，并制定科学的测试方案。

4. 过程控制与数据可追溯性：了解机构对试验过程中关键参数（尤其是光谱辐照度）的实时监控、记录频率及校准维护程序，确保整个测试过程稳定可控，数据可追溯、可复现。

5. 行业经验与附加服务：优先选择在您所在行业（如汽车、建材、纺织）有丰富测试案例的机构。其经验不仅体现在准确执行测试上，更在于能提供专业的性能衰减趋势分析、失效模式判断及材料改进建议。