涂料耐人工气候老化测试

在建筑外墙、汽车、船舶和工业设施中，涂料的第一要务是装饰，但其更核心的价值，在于长年累月地抵御风吹、日晒、雨淋等环境侵蚀，保护底层材料。如何预知一款涂料在多年后的性能与外观？耐人工气候老化测试提供了科学的答案。这项测试如同一台“时间机器”，在实验室内模拟并加速自然老化过程，为我们精准评估涂料的长期耐久性提供了关键依据。

一、为何要进行人工气候老化测试？

•加速评估：在几周或几个月内，模拟出户外几年才能达到的老化效果，极大缩短研发和认证周期。

•可控性与可比性：实验室条件高度稳定、可重复，排除了自然气候的随机性，使不同批次、不同配方的涂料产品能在完全相同的条件下进行公平比较。

•强化条件：通过强化关键环境应力（如紫外线强度、温度、湿度），实现加速老化，聚焦考核涂料的耐久性短板。

二、测试原理：模拟与强化核心环境应力

1.光照（特别是紫外线）：这是最主要的破坏因素。太阳光中的紫外线会导致高分子聚合物（树脂）的分子链断裂，是涂层失光、粉化、脆化的元凶。测试箱采用氙弧灯或荧光紫外灯作为光源，精确模拟太阳光光谱，尤其是紫外区域，并可控制辐照度强度。

2.温度：高温会加速所有的化学反应速率，包括涂层的光氧化反应。温度循环还会引起涂层和基材的热胀冷缩，产生内应力。

3.湿度（喷淋、冷凝）：水分会渗透到涂层内部，引发水解反应、导致涂层起泡、脱落。干湿交替的循环能最大限度地模拟雨、露、潮气的影响，并加剧应力。

三、测试标准与常用方法

•国际标准：ISO 16474(色漆和清漆 实验室光源暴露方法)

•美国标准：ASTM G155(非金属材料曝露用氙弧灯设备操作的标准规程)

•中国标准：GB/T 1865(色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射曝露)

1.氙灯老化试验：

•特点：氙弧灯的光谱与太阳光光谱最接近，能最真实地模拟全光谱太阳光。测试时可同时控制光照、黑暗、喷淋、温度、湿度等多个参数。

•应用：被认为是模拟性最好的方法，广泛应用于汽车、建筑涂料等对综合耐候性要求极高的领域。测试周期通常较长。

2.荧光紫外老化试验（QUV试验）：

•特点：采用荧光紫外灯管，主要强化紫外波段的光照，并通过冷凝模拟露水而非喷淋模拟雨水。其原理是“紫外光+冷凝”是导致户外材料老化最主要的因素。

•应用：对紫外线特别敏感的材料，测试速度通常比氙灯更快，但模拟的综合性稍弱。

四、测试评估指标：如何判断“老化”程度？

•表观性能变化：

•失光率：使用光泽度仪测量测试前后样板60°角的光泽值变化。优异的涂料失光率应很低。

•变色/色差：使用色差仪测量颜色变化（ΔE值）。评估涂料的保色性。

•粉化等级：用胶带法或指摩法评估涂层表面粉化程度，分为0-5级。

•起泡、开裂、剥落：与标准样板对比，评定等级。

•力学性能变化：

•附着力：测试后划格法附着力是否显著下降。

•柔韧性/抗冲击性：评估涂层是否变脆。

五、测试的意义与应用

•对于涂料研发：快速筛选树脂、颜料、助剂，优化配方，开发出更耐久的新产品。

•对于质量控制：作为出厂检验项目，确保不同批次产品性能的稳定性。