斜塔切片式紫外线老化试验箱

斜塔切片式紫外线老化试验箱
一、 主要组成部分

1. 试验箱体：通常由不锈钢或耐腐蚀材料制成，具有良好的密封性和保温性。

2. 紫外灯管：核心部件。通常使用UVA-340或UVB-313灯管。

• UVA-340：光谱在365nm到295nm之间，能模拟太阳光中的短波紫外线部分，适用于大多数材料的耐光性测试。

• UVB-313：发射更强的短波紫外线，加速性更强，但可能与真实太阳光光谱吻合度稍差，主要用于耐久性材料的快速、苛刻测试。

3. “斜塔切片式"样品架：设备的标志性部分。由耐腐蚀的铝合金制成，样品被安装在各个“切片"上，面向中心的灯管。

4. 加热与水系统：

• 加热器：用于控制箱内温度。

• 冷凝系统：在样品架背面加热水槽，产生水蒸气，在温度较低的样品测试表面凝结成露水。

• 喷淋系统：通过安装在箱内的喷嘴，模拟雨水冲刷的效果，既能产生热冲击，也能洗掉表面降解产物，使新鲜表面暴露出来继续接受考验。

5. 智能控制系统：现代设备通常配备彩色触摸屏和PLC控制器。用户可以精确设定和控制：

• 测试周期：紫外线照射、冷凝、喷淋的时间循环。

• 温度：分别控制紫外线照射时的温度和冷凝时的温度。

• 辐照度：通过太阳眼辐照度传感器进行闭环控制，确保紫外线强度始终稳定在设定值，这是测试可重复性的关键。

二、 工作原理与测试循环

设备通过模拟自然界中白天/夜晚、晴/雨的循环来加速老化。

1. 紫外线照射阶段：

• 灯管点亮，模拟太阳光的紫外线破坏。

• 通过精确控制辐照度和温度，可以在几天或几周内，重现户外几个月甚至几年的紫外线总暴露量。

2. 冷凝暗循环阶段：

• 灯管关闭，样品架背面的水槽被加热至较高温度（如50-60℃）。

• 样品测试表面通过室温或冷却水保持在较低温度（如40-50℃）。

• 水槽产生的高温水蒸气在 cooler 的样品表面凝结，形成纯净的液态水膜，模拟夜晚的露水侵蚀。这是一个相对湿度的环境。

3. 喷淋阶段（可选）：

• 在紫外线照射过程中或之后，启动喷淋系统，用常温水喷淋样品表面。

• 模拟热降雨的冷却效应（热冲击）和雨水冲刷。

一个典型的测试循环可能是：8小时紫外线照射（在60℃下） + 4小时冷凝（在50℃下），如此反复循环。

三、 主要特点与优势

1. 高效均匀：“切片式"布局和“斜塔"角度设计，确保了所有样品接受的光照和冷凝条件高度一致，测试结果可比性强。

2. 加速测试：通过增强的紫外线辐照度和温度，极大地缩短了测试时间，加快产品研发和质量验证周期。

3. 出色的重现性：智能控制系统，特别是辐照度自动控制，保证了不同批次测试结果的可重复性和可靠性。

4. 用户友好：大屏幕触摸屏，编程简单直观。样品安装和拆卸方便。

5. 维护简便：灯管、过滤器等易损件更换方便。

四、 应用领域

这种试验箱广泛应用于需要对材料进行耐候性测试的行业：

• 涂料与油墨：汽车面漆、建筑涂料、木器漆等。

• 塑料与橡胶：汽车零部件、户外家具、建材（如PVC型材）、包装材料。

• 纺织品：户外服装、遮阳篷、汽车内饰等。

• 粘合剂与密封胶。

• 汽车工业：内外饰件的老化测试。

• 电线电缆：绝缘层和护套的老化测试。

五、 遵循标准

斜塔切片式紫外线老化试验箱的设计符合多项国际和国内标准，主要包括：

• ASTM G154： 《非金属材料荧光紫外线暴露试验的操作标准》

• ISO 4892-3： 《塑料 实验室光源暴露方法 第3部分：荧光紫外灯》

• GB/T 16422.3： 《塑料 实验室光源暴露试验方法 第3部分：荧光紫外灯》（中国国家标准）

• SAE J2020： 《汽车外饰材料荧光紫外线/冷凝加速暴露试验》

六、 注意事项

1. 光谱局限性：它主要模拟的是紫外线破坏，而非全光谱太阳光。对于需要评估热和可见光影响的测试，需使用氙灯试验箱。

2. 样品制备：测试样品的制备必须规范，否则会影响结果的准确性。

3. 灯管寿命与校准：紫外灯管有使用寿命，需定期更换。辐照度传感器也需要定期校准，以确保数据的准确性。

4. 结果解读：测试结果是相对比较数据，用于评估不同批次或不同配方材料的相对耐久性。将加速老化测试时间与自然暴露时间精确对应是困难的，通常需要建立经验相关性。

斜塔切片式紫外线老化试验箱是一种设计精巧、高效且可靠的加速老化测试设备。它通过其独特的“斜塔"和“切片式"设计，在材料研发和质量控制中，为预测产品在真实环境下的使用寿命和耐久性提供了至关重要的科学依据。