汽车涂层实验室氙弧灯老化试验方法

汽车涂层实验室氙弧灯老化试验方法

1 范围

本标准规定了应用可控辐照度氙弧灯设备对汽车涂层进行加速老化的试验方法。 本标准适用于汽车外饰涂层。 2 规范性引用文件

下列标准对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改（不包括勘误内容）或修订版均不适用于本标准，但鼓励根据本标准达成协议的各方研究使用这些文件最新版本的可能性。

ASTM D7869-2017 Standard Practice for Xenon Arc Exposure Test with Enhanced Light and Water Exposure for Transportation Coatings

GB/T 1766-2008 色漆和清漆 涂层老化的评级方法 GB/T 2918-1998 塑料试样状态调节和试验的标准环境 GB/T 6682-2008 分析实验室用水规格和试验方法

GB/T 122.1-2006 塑料实验室光源暴露试验方法 第1部分：总则 T/CSAE 67-2018 汽车气候老化 术语和定义 3 术语和定义

本标准所涉及的氙弧灯、黑板温度计等术语及其定义详见T/CSAE 67-2018 汽车气候老化术语和定义。 4 试验设备

4.1 设备制造商负责设备审定，并提供试验设备的关键参数指标，包括光谱能量分布（SPD）等，以证明其符合本标准要求。

4.2 设备使用方应安装合适的日光过滤器，使氙弧灯设备的光谱能量分布（SPD）符合附录A的要求。

4.3 试验设备以氙弧灯作为辐照光源。试验设备应能通过一定方式自动控制辐照度、黑板温度、箱体空气温度和箱内相对湿度。试验设备应保证试验样品的试验条件一致。对试验设备更详细的描述参考GB/T 122.1-2006。

4.4 除非试验双方另有约定，试验设备应安装黑板温度计。

4.5用于喷淋、加湿或其它用途的水不应在试验样品上留下任何沉积物或污迹，水中固体颗粒含量不应超过1mg/L，二氧化硅含量不超过0.1mg/L。二氧化硅的测定参照GB/T 6682-2008。

4.6 试验之前，按照附录B对水喷淋系统进行验证。

4.7 在日常试验中，不同的设备可能会得出不同的试验结果，试验结果将依赖于试验样品的特性和试验设备的设计，因此，试验双方应在试验前对设备类型进行确认。

4.8 设备使用方根据设备制造商的说明，对试验设备进行维护和校准。 5 试验样品

5.1 试验样品的尺寸由试验双方商定。如果样品是从大的工件上切割下来的，试验双方商定，确保取样的样品符合试验要求，并对样品进行封边处理。

5.2试验样品的尺寸应符合试样夹的要求，不规则试验样品的安装方式由试验双方商定。 5.3样品的数量至少两块，一块作为保留样品，用于评估对比，存放在避光、干燥的环境中。

5.4试验前试验样品应清洗干净，不应使用可能侵蚀样品表面的清洗剂。

5.5老化检查周期由双方商定，如客户要求提供不同老化检查周期的结果，需要提供足够多的样品。 6 试验步骤

6.1 试验样品应加工至能安装于试验设备所用的试样夹中，并参考GB/T 2918-1998中的要求对试验样品进行状态调节。

6.2 为保持试验条件的一致，试样架上所有的空位都应用惰性、不反光材料制成的平板（如阳极氧化膜板等）填充，如果平板产生明显变形则应予以更换。

6.3 按照表1的试验条件对试验样品进行曝晒，使试验样品表面接收均匀辐照度，并采用正面喷淋的方式。

6.4 试验过程中，需定期（至少每两周一次）轮换试验样品的位置 ，以进一步提高试验均一性。如有特殊要求，试验双方应就轮换试验样品的方式达成一致。更换位置或样品检查应在每周期第10步结束后进行。

6.5 对试验结果有相互影响的不同试验样品，不应同时安装在同一试验箱中进行试验。

表1 试验条件 步骤 第1步 第2步 第3步 第4步 第5步 每步骤时间 分钟 240 30 270 30 150 试验操作 黑暗+喷淋 光照 光照 光照 黑暗+喷淋 340nm处的辐照度 W/(m2·nm) --- 0.40 ± 0.02 0.80 ± 0.02 0.40 ± 0.02 --- 黑板温度 --- 50℃ ± 2.5℃ 70℃ ± 2.5℃ 50℃ ± 2.5℃ --- 箱体空气温度 40℃ ± 2℃ 42℃ ± 2℃ 50℃ ± 2℃ 42℃ ± 2℃ 40℃ ± 2℃ 相对湿度 95% ± 10% 50% ± 10% 50% ± 10% 50% ± 10% 95% ± 10%

第6步 第7步 第8步 第9步 第10步 30 20 120 10 --- --- 40℃ ± 2℃ 黑暗+喷淋 0.40 ± 0.02 50℃ ± 2.5℃ 42℃ ± 2℃ 光照 0.80 ± 0.02 70℃ ± 2.5℃ 50℃ ± 2℃ 光照 --- --- 40℃ ± 2℃ 黑暗 重复第6步到第9步3次，一共运行第6步到第9步4次 95% ± 10% 50% ± 10% 50% ± 10% 50% ± 10% 7 结果与评价

试验结束后，应在样品冷却到室温2小时内进行评价，包括但不限于样品的颜色变化、光泽变化、粉化、开裂、起泡、生锈、剥落、长霉等，可参考GB/T 1766-2008。 8 试验报告

8.1 试验报告必须写明采用的评价标准和得到的试验结果。如有必要，应有每个试样的试验结果，每组相同试样的平均试验结果和试样的照片。

8.2 根据试验目的及要求，试验报告可包括如下内容： a) 试验样品的描述； b) 注明本标准编号； c) 试验结果；

d) 所用氙弧灯老化设备的型号和编号； e) 所用氙弧灯老化设备的滤镜组合； f) 老化测试时间；

g) 试验若分阶段评价，需对各阶段的结果进行记录； h) 与规定试验方法的任何不同之处； i) 试验中观察到的异常现象； j) 试验日期。

附录A

（规范性附录）

配置日光滤光器的氙弧灯光谱能量分布

A.1 配置不同型号日光滤光器的氙弧灯光源的光谱能量分布见表A.1。声称符合本标准的设备制造商应负责确定其提供的所有氙弧灯/滤光器组合符合表A.1的光谱能量分布，并提供维护程序信息，以尽量减少正常使用中可能出现的任何光谱变化。

表A.1 光谱能量分布 波长 指定波段内的总辐照度 (W/m2) (nm) 最小值 最大值 0.00 0.005 λ ﹤ 290 0.00 0.01 290 ≤ λ ﹤ 295 0.01 0.04 295 ≤ λ ﹤ 300 0.10 0.20 300 ≤ λ ﹤ 305 0.38 0.56 305 ≤ λ ﹤ 310 2.29 3.10 310 ≤ λ ﹤ 320 4.76 5.82 320 ≤ λ ﹤ 330 6.84 7.56 330 ≤ λ ﹤ 340 7.69 9.40 340 ≤ λ ﹤ 350 8.13 11.00 350 ≤ λ ﹤ 360 8.32 12.47 360 ≤ λ ﹤ 370 8.30 13.83 370 ≤ λ ﹤ 380 8. 14.40 380 ≤ λ ﹤ 390 9.23 17.15 390 ≤ λ ﹤ 400 2注：在340 nm处的辐照度为0.80 W/(m·nm)。

附录B

（规范性附录） 水喷淋系统验证程序

B.1 按照制造商的说明，检查喷嘴及水喷淋系统是否正常。氙弧灯试验箱所需最低水压需满足设备制造商的要求。为了防止人为造成海绵多吸收水分，试验箱应确保只有海绵正面，即面向氙弧灯灯管的一面吸收水分。防止其它试样区域的水喷淋和水流到达海绵上部、侧面及底部。

B.2 按照附录C中的步骤1（C.1）准备海绵。 B.3 彻底浸湿海绵，应有水滴滴落。

B.4 用手拧紧海绵，直到15秒内观察不到滴水。这被认定为潮湿海绵。 B.5 海绵称重：

B.5.1 如果使用试样夹，将每块海绵安装在试样夹的一个单独的曝晒窗口。把试样夹擦干、称重，并记录每个试样夹的质量（包括海绵），精确到0.1 g。

B.5.2 如果不使用试样夹，称重并记录每块海绵的质量，精确到0.1 g。 B.6 在氙弧灯试验箱内，应与试样同一方向安装海绵。海绵的安装如下：

B.6.1 旋转式氙弧灯试验箱（如：上、中、下三层）每层安装一块海绵。使海绵直接朝向喷嘴（也就是说，海绵另一面远离喷嘴）。

B.6.2 平板式氙弧灯试验箱试样托盘上三个区域各安装一块海绵（例如：左上角，中间和右下角的位置）。

B.7 按照制造商的说明设置并运行以下循环：在箱体空气温度50℃下运行5 min黑暗+水喷淋，仅正面水喷淋。 B.8 再次海绵称重：

B.8.1 如果使用试样夹，从氙弧灯试验箱中取出试样夹。把试样夹擦干、称重，并记录每个试样夹的质量（包括海绵），精确到0.1 g。

B.8.2 如果不使用试样夹，从氙弧灯试验箱中取出海绵，称重并记录每块海绵的质量，精确到0.1 g。

B.9 计算吸水量，精确到0.1 g。吸水量是步骤8（B.8）与步骤5（B.5）中质量的差值。 B.10 重复步骤4-9（B.4 - B.9）两次（共3次），如步骤6所示（B.6）的氙弧灯试验箱的每个位置，共得到3次测量结果。3次测量取平均值，以计算氙弧灯试验箱那个位置所产生的吸水量。

B.11 氙弧灯试验箱内吸水量的验收标准为：3个特殊位置的3块海绵吸水量的平均值必须符合：

最小值：10.0 g 最大值：无最大值

没有定义最大喷水量，其目的是使涂层体系达到水饱和。如果最小喷水量达到如上要求，涂层体系在规定的测试循环下将达到水饱和。

附录C

（规范性附录） 海绵验证程序

C.1 剪切一块均匀的海绵材料，最大尺寸为57 mm宽，127 mm长及19 mm厚。海绵的两面具有相同的吸水性，不要使用多层海绵。 C.2 潮湿海绵的称重

C.2.1 将剪切好的海绵在室温下（23±3℃）浸泡在至少2 L水中，彻底浸透至少1 min。或者直到海绵完全达到饱和。不同类型的海绵需要不同时间达到饱和。 C.2.2 用手拧紧海绵，直到15秒内观察不到滴水。在一个校准过的量程至少为100.0 g的天平上称重，精确到0.1 g。这种方法的首选海绵是在去除多余的水之后质量在20.0到30.0 g之间。

C.2.3 将天平清零，并取下潮湿的海绵。之后海绵的称重将只是其吸收的水分的质量。 C.3 饱和海绵的称重

C.3.1 将海绵在室温下再次浸泡在至少2 L水中，保持完全浸没至少1 min。

C.3.2 至少1 min之后，在水中取出海绵。在水容器上方垂直方向轻轻地拿着它，直到海绵底部每15秒内最多滴一滴水。

C.3.3 将海绵转至水平方向以防流失更多水分，并将它放置在已清零的天平上，记录此称重结果。

C.3.4 重复C.3.1到C.3.3步骤两次（共3次），三次结果取平均值确定海绵吸收的水的质量。这将用于定义海绵的饱和容量（饱和海绵与潮湿海绵的质量差值）。 C.4 海绵饱和容量的验收标准如下： 最小值：40.0 g 理想值：50.0 g 最大值：无最大值

C.5 如果不满足步骤4（C.4）中的要求，必须重新选择海绵材料来进行测试。