紫外線輻射試驗(yàn)箱也稱為QUV老化試驗(yàn)箱或紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)，是一種利用熒光紫外線燈管模擬太陽(yáng)光中的紫外線部分，并結(jié)合冷凝、噴淋和溫度控制功能，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬和加速材料在戶外自然環(huán)境中因日光、雨水、露水所遭受的老化破壞的測(cè)試設(shè)備。

其核心目的是在幾天或幾周內(nèi)，預(yù)測(cè)材料在戶外數(shù)月或數(shù)年才會(huì)發(fā)生的老化現(xiàn)象（如褪色、失光、粉化、開(kāi)裂、剝落、脆化、強(qiáng)度下降等）。

工作原理與核心組件

1. 紫外光源：

• UVA-340： 佳模擬太陽(yáng)光中從365nm到295nm的紫外波段。特別適用于不同配方的對(duì)比測(cè)試。

• UVB-313： 發(fā)射更強(qiáng)的短波紫外光，能提供快速的加速老化，但可能與太陽(yáng)光譜的吻合度稍差。常用于耐久性材料和質(zhì)量控制測(cè)試。

• 使用特殊的熒光紫外燈管，主要發(fā)射紫外光，極少可見(jiàn)光和紅外線。

• 常見(jiàn)的燈管類(lèi)型：

2. 輻照度控制：

• 現(xiàn)代設(shè)備配備太陽(yáng)眼輻照度控制系統(tǒng)，可連續(xù)監(jiān)測(cè)并精確控制紫外光的強(qiáng)度，保持設(shè)定值恒定，確保測(cè)試結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。

3. 潮濕模擬（冷凝/噴淋）：

• 冷凝系統(tǒng)： 通過(guò)加熱水槽產(chǎn)生熱蒸汽，在樣品表面形成均勻的冷凝露水，模擬戶外夜晚的結(jié)露現(xiàn)象。這是材料老化的一個(gè)主要因素。

• 噴淋系統(tǒng)： 通過(guò)周期性噴淋自來(lái)水，模擬雨水沖刷、熱沖擊和機(jī)械侵蝕的效果。

4. 溫度控制：

• 可精確控制測(cè)試室的溫度，通常黑板溫度或黑標(biāo)溫度可作為控制基準(zhǔn)，更貼近材料實(shí)際溫度。

  
  

  

典型的測(cè)試循環(huán)

設(shè)備可以編程運(yùn)行復(fù)雜的循環(huán)，常見(jiàn)的循環(huán)是：

• 紫外光照階段： 在設(shè)定的溫度下（如60°C）進(jìn)行數(shù)小時(shí)的純紫外照射。

• 冷凝/潮濕階段： 關(guān)閉紫外燈，在較低溫度下（如50°C）形成冷凝，持續(xù)數(shù)小時(shí)。

• 噴淋階段： 在紫外光照期間或之后，進(jìn)行短時(shí)間的噴淋。

這種干濕交替、冷熱循環(huán)的環(huán)境，能大程度地加速材料的老化。

遵循的主要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

• 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

• ISO 4892-3：《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露方法 第3部分：熒光紫外燈》

• ASTM G154：《非金屬材料熒光紫外燈暴露操作規(guī)程》

• ASTM D4329：《塑料的熒光紫外線曝露試驗(yàn)》

• SAE J2020：《汽車(chē)外部材料熒光紫外/冷凝快速老化測(cè)試》

• 各國(guó)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 眾多國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范都采用或引用了QUV測(cè)試方法。

  
  

  

主要應(yīng)用行業(yè)

• 涂料與油墨： 測(cè)試外墻涂料、汽車(chē)漆、木器漆等的保光性、保色性和抗粉化能力。

• 塑料與橡膠： 評(píng)估塑料部件（汽車(chē)配件、戶外家具）、橡膠密封件的老化性能。

• 紡織品： 測(cè)試戶外服裝、遮陽(yáng)篷、帆布等面料的色牢度和強(qiáng)度保持率。

• 汽車(chē)工業(yè)： 用于內(nèi)外飾件，如保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán)、密封條、車(chē)燈等。

• 包裝材料： 檢測(cè)在光照下是否容易脆化、變色。

• 木器與膠粘劑： 測(cè)試清漆、色漆和膠粘劑的耐候性。

  
  

優(yōu)點(diǎn)與局限性

優(yōu)點(diǎn)：

• 快速高效： 加速老化，大大縮短測(cè)試周期。

• 成本較低： 相對(duì)于全光譜氙燈試驗(yàn)箱，其購(gòu)置、運(yùn)行和維護(hù)成本更低。

• 重現(xiàn)性好： 可控的參數(shù)多，測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，便于不同批次、不同配方的對(duì)比。

• 特別擅長(zhǎng)模擬與紫外光和潮濕相關(guān)的老化失效。

  
  

局限性：

• 非全光譜： 不能模擬太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和紅外線部分帶來(lái)的熱效應(yīng)等影響。對(duì)于對(duì)可見(jiàn)光敏感的材料（如某些顏料和染料）或需要評(píng)估熱老化的情況，氙燈試驗(yàn)箱 是更好的選擇。

• 加速性與相關(guān)性： 雖然加速，但加速因子因材料而異，測(cè)試結(jié)果與戶外實(shí)際使用的對(duì)應(yīng)關(guān)系需要通過(guò)相關(guān)性研究來(lái)確定。

  
  

選型與使用注意事項(xiàng)

1. 燈管類(lèi)型選擇： 根據(jù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)或材料最敏感的老化因素選擇UVA-340或UVB-313。

2. 樣品尺寸： 根據(jù)測(cè)試箱的樣品托盤(pán)尺寸和容量確定。

3. 控制系統(tǒng)： 選擇具備輻照度自動(dòng)控制、可編程復(fù)雜循環(huán)的型號(hào)。

4. 標(biāo)準(zhǔn)符合性： 確保設(shè)備設(shè)計(jì)符合您需要遵循的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

5. 樣品制備與擺放： 必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行，確保結(jié)果有效性。

   
   

   

紫外線輻射試驗(yàn)箱是耐候老化測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)高效的工具之一。它通過(guò)精準(zhǔn)控制的紫外光、冷凝和噴淋系統(tǒng)，專(zhuān)注于引發(fā)材料老化的最主要因素，為研發(fā)、質(zhì)量控制和材料篩選提供了至關(guān)重要的數(shù)據(jù)支持。在選型時(shí)，需明確測(cè)試目的和標(biāo)準(zhǔn)，理解其優(yōu)勢(shì)與適用范圍，才能做出佳選擇