美國(guó)Q-Lab產(chǎn)QUV紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)詳細(xì)介紹-2021

目    錄

一、QUV簡(jiǎn)介和原理... 1

二、QUV紫外老化試驗(yàn)箱種類... 2

三、QUV的功能        3

四、QUV的特色：輻照度控制與校準(zhǔn)... 6

五、QUV常見(jiàn)燈管介紹... 7

六、QUV應(yīng)用行業(yè)及符合的部分標(biāo)準(zhǔn)... 8

• QUV簡(jiǎn)介和原理

QUV，世界上使用Z廣泛的紫外老化試驗(yàn)箱，出自美國(guó)Q-Lab公司。

紫外線會(huì)造成曝露在戶外的耐用材料的光降解。 QUV紫外老化試驗(yàn)箱的紫外熒光燈能模擬關(guān)鍵的短波紫外線，真實(shí)地再現(xiàn)由陽(yáng)光造成的物理性能損傷。損傷類型包括褪色、光澤消失、粉化、龜裂、開(kāi)裂、模糊、起泡、脆化、強(qiáng)度減小和氧化。

材料的使用環(huán)境決定了應(yīng)該使用哪種類型的UV燈管。所有的QUV紫外老化試驗(yàn)箱燈管主要發(fā)出紫外光，而不是可見(jiàn)光或紅外光。UV燈管的功率相當(dāng)于一個(gè)普通40瓦的熒光燈。然而，每種不同類型的燈所發(fā)出的總紫外能量是不同的，并且光譜分布也是不一樣的。紫外燈通常可分為UVA和UVB，以及部分UVC需求，主要取決于大部分輸出光譜所在的區(qū)域。

太陽(yáng)光紫外線能量只占陽(yáng)光總能量的?5%，但是它卻是造成戶外產(chǎn)品性能下降的主要因素，所以僅通過(guò)紫外光照就可以快速測(cè)試高分子材料的降解老化。

在箱體內(nèi)，QUV設(shè)定了潮濕冷凝（模擬露水）、水噴淋、溫度、輻照度監(jiān)控等等可以調(diào)整的參數(shù)設(shè)定，可以滿足大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)范。

圖一

• QUV紫外老化試驗(yàn)箱種類

QUV紫外老化試驗(yàn)箱主要包括QUV/spray、QUV/se、QUV/basic、QUV/cw及QUV/uvc等5個(gè)型號(hào)。以下是幾種型號(hào)的介紹：

QUV/uvc型：短波UVC燈和太陽(yáng)眼輻照度控制，滿足IEC 60335-1標(biāo)準(zhǔn)要求

• QUV的功能

紫外老化試驗(yàn)箱是用于材料加速老化測(cè)試的紫外線老化試驗(yàn)裝置，用于預(yù)測(cè)材料暴露在室外環(huán)境下相應(yīng)的耐久性。

QUV紫外老化試驗(yàn)箱創(chuàng)新的冷凝系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)可以分別模擬露水和雨水，熒光紫外燈則模擬日光的老化現(xiàn)象。

當(dāng)在做光照和潮濕的實(shí)驗(yàn)循環(huán)時(shí)，其溫度是自動(dòng)控制的。在幾天或幾個(gè)星期內(nèi)，紫外老化試驗(yàn)箱可再現(xiàn)幾個(gè)月或幾年在室外才可能發(fā)生的老化效果。

1. 模擬光譜

QUV使用熒光紫外燈再現(xiàn)太陽(yáng)光的老化作用。有四種類型可以選擇：UVA-340, UVA-351,UVB-313 EL 和 QFS-40。所有類型燈管都發(fā)出紫外光而不是可見(jiàn)光和紅外光。除此之外，QUV/cw用的是普通的冷白光燈管，它主要發(fā)生的是可見(jiàn)光而不是紫外光。所有燈管在用電方面都相當(dāng)于普通的 40 瓦的日光燈。

由于這些燈管發(fā)出的總能量和波譜分布不同，所以得到的測(cè)量結(jié)果是很不一樣的。選擇哪種燈管應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用而定。

圖二：QUV紫外老化試驗(yàn)箱采用UVA340燈管時(shí)的光譜

2. 潮濕

研究表明，造成戶外產(chǎn)品潮濕的主要因素是露水。因?yàn)槁端L(zhǎng)時(shí)間停留在物體的表面，使得材料充分濕潤(rùn)，所以露水對(duì)材料的破壞比雨水更嚴(yán)酷。

QUV紫外老化試驗(yàn)箱長(zhǎng)時(shí)間的熱冷凝循環(huán)，比其他模擬方法如噴淋、浸潤(rùn)和高相對(duì)濕度等，能更好地模擬戶外潮濕條件。用戶可自設(shè)定。

圖三

3. 水噴淋（僅QUV/spray型號(hào)）

短時(shí)間的噴淋可用于產(chǎn)生熱沖擊。更長(zhǎng)的時(shí)間可以產(chǎn)生機(jī)械侵蝕。QUV/spray紫外老化試驗(yàn)箱可以設(shè)置為單獨(dú)紫外線照射、單獨(dú)噴淋或凝露。建議所有噴淋都用去離子水。

4. 溫度

光照和潮濕對(duì)材料的破壞，一般會(huì)隨著溫度的升高而加速。QUV紫外老化試驗(yàn)箱的溫度控制系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠，并可提高試驗(yàn)溫度用于加速實(shí)驗(yàn)。

5. 輻照度控制功能

QUV紫外加速老化試驗(yàn)箱輻照度控制系統(tǒng)，也稱“太陽(yáng)眼”，包括一個(gè)可編程的控制器，連續(xù)監(jiān)控四個(gè)安裝在測(cè)試樣板面上傳感器測(cè)得的紫外線強(qiáng)度。從而保證輸出光譜的持續(xù)穩(wěn)定。

6. 多用途樣品安裝

標(biāo)準(zhǔn)樣品支架可調(diào)整為任何厚度，高為20mm(3/4英寸)，并允許快速安裝樣品。護(hù)環(huán)可很好地壓緊樣品，不需要將測(cè)試樣品削減到接近容納范圍。此外，自定義支架可安裝各種產(chǎn)品，如鏡頭、較大的樣品、和3D部件。關(guān)于各類型材料的樣品安裝方式詳見(jiàn)《QUV紫外光加速老化試驗(yàn)箱樣品安裝方法》。

• QUV的特色：輻照度控制與校準(zhǔn)

隨著燈管的老化，所有光源輸出都會(huì)發(fā)生衰減。然而，長(zhǎng)時(shí)間使用后QUV燈管的光譜結(jié)構(gòu)也不會(huì)發(fā)生顯著變化，這不同于其他類型的燈管，也是QUV紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)之一。

太陽(yáng)眼輻照度控制系統(tǒng)可通過(guò)位于樣品平面的四個(gè)UV探頭來(lái)監(jiān)控紫外光的強(qiáng)度。閉環(huán)反饋系統(tǒng)則可通過(guò)調(diào)節(jié)燈管功率，自動(dòng)補(bǔ)償因燈管老化或其他因素引起的輻照度變化。與老式的QUV紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)或者QUV/basic機(jī)型所使用的人工輻照度控制的方法相比，太陽(yáng)眼輻照度控制系統(tǒng)可以提高實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性和重復(fù)性。

使用UC輻照度計(jì)可在幾分鐘內(nèi)完成輻照度校準(zhǔn)，并符合ISO9000標(biāo)準(zhǔn)的要求。

圖四

• QUV常見(jiàn)燈管介紹

QUV每種燈管的總UV能量和光譜是各不相同的，客戶應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品不同的使用條件，選擇合適的燈管。

1. UVA-340燈管

可*地模擬太陽(yáng)光中的短波紫外光,即從365nm到太陽(yáng)光截止點(diǎn)295nm的波長(zhǎng)范圍。

UVA-340燈管的光譜在295nm到 365nm范圍內(nèi)，非常好地模擬陽(yáng)光紫外線，因此 UVA-340 測(cè)試與戶外曝曬的相關(guān)性很好。

圖五：UVA-340可非常接近地模擬太陽(yáng)光中短波長(zhǎng)紫外線。 太陽(yáng)輻照度控制系統(tǒng)可增強(qiáng)輻照度并加快測(cè)試進(jìn)程。

2. UVB-313燈管

發(fā)出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太陽(yáng)紫外線強(qiáng)烈,從而可在*加速材料老化。然而,該燈管可能會(huì)對(duì)某些材料造成不符合實(shí)際的破壞。UVB-313燈管主要用于質(zhì)量控制和研究開(kāi)發(fā),或?qū)δ秃蛐?的材料進(jìn)行測(cè)試。

UVB-313燈管發(fā)出的短波紫外光比一般地球表面的陽(yáng)光紫外線要強(qiáng)，它可以*地提高試驗(yàn)速度。

3. UVA-351燈管

主要用于模擬太陽(yáng)光透過(guò)窗玻璃后在室內(nèi)產(chǎn)生的效果。對(duì)室內(nèi)材料的測(cè)試非常有用。

• QUV應(yīng)用行業(yè)及符合的部分標(biāo)準(zhǔn)

圖六

通用

ISO 4892-1、 ASTM G151、 ASTM G154、 JIS D 0205、 SAE J2020

涂料

ASTM D3794、 ASTM D4587、 FED-STD-141B、 GM 9125P、 JIS K 5600-7-8、 ISO 11507、 ISO 20340、 M598-1990、 NACE TM-01-84、 NISSAN M0007、 PrEN 927-6

粘合劑

ASTM C1184、 ASTM C1442、 ASTM D904、 ASTM D5215、 UNE 104-281-88

塑料

ISO 4892-3、ANSI C57.12.28、 ANSI, A14.5、 ASTM D4329、 ASTM D4674、 ASTM D5208、 ASTM D6662、 DIN 53 384、 ISO 4892-3、 JIS K 3750、 UNE 53.104

屋面材料

ANSI/RMA IPR-1-1990、 ASTM D4799、 ASTM D4811、 ASTM D3105、 ASTM D4434

紡織品

AATCC TM 186、ACFFA GUIDELINE

印刷油墨/美術(shù)材料

ASTM D3424、ASTM F1945