美國Q-Lab產QUV紫外光加速老化試驗機詳細介紹-2021

目    錄

一、QUV簡介和原理... 1

二、QUV紫外老化試驗箱種類... 2

三、QUV的功能        3

四、QUV的特色：輻照度控制與校準... 6

五、QUV常見燈管介紹... 7

六、QUV應用行業及符合的部分標準... 8

• QUV簡介和原理

QUV，世界上使用Z廣泛的紫外老化試驗箱，出自美國Q-Lab公司。

紫外線會造成曝露在戶外的耐用材料的光降解。 QUV紫外老化試驗箱的紫外熒光燈能模擬關鍵的短波紫外線，真實地再現由陽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、開裂、模糊、起泡、脆化、強度減小和氧化。

材料的使用環境決定了應該使用哪種類型的UV燈管。所有的QUV紫外老化試驗箱燈管主要發出紫外光，而不是可見光或紅外光。UV燈管的功率相當于一個普通40瓦的熒光燈。然而，每種不同類型的燈所發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域。

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

在箱體內，QUV設定了潮濕冷凝（模擬露水）、水噴淋、溫度、輻照度監控等等可以調整的參數設定，可以滿足大多數標準的要求和規范。

圖一

• QUV紫外老化試驗箱種類

QUV紫外老化試驗箱主要包括QUV/spray、QUV/se、QUV/basic、QUV/cw及QUV/uvc等5個型號。以下是幾種型號的介紹：

QUV/uvc型：短波UVC燈和太陽眼輻照度控制，滿足IEC 60335-1標準要求

• QUV的功能

紫外老化試驗箱是用于材料加速老化測試的紫外線老化試驗裝置，用于預測材料暴露在室外環境下相應的耐久性。

QUV紫外老化試驗箱創新的冷凝系統和噴淋系統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象。

當在做光照和潮濕的實驗循環時，其溫度是自動控制的。在幾天或幾個星期內，紫外老化試驗箱可再現幾個月或幾年在室外才可能發生的老化效果。

1. 模擬光譜

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

由于這些燈管發出的總能量和波譜分布不同，所以得到的測量結果是很不一樣的。選擇哪種燈管應根據具體的應用而定。

圖二：QUV紫外老化試驗箱采用UVA340燈管時的光譜

2. 潮濕

研究表明，造成戶外產品潮濕的主要因素是露水。因為露水長時間停留在物體的表面，使得材料充分濕潤，所以露水對材料的破壞比雨水更嚴酷。

QUV紫外老化試驗箱長時間的熱冷凝循環，比其他模擬方法如噴淋、浸潤和高相對濕度等，能更好地模擬戶外潮濕條件。用戶可自設定。

圖三

3. 水噴淋（僅QUV/spray型號）

短時間的噴淋可用于產生熱沖擊。更長的時間可以產生機械侵蝕。QUV/spray紫外老化試驗箱可以設置為單獨紫外線照射、單獨噴淋或凝露。建議所有噴淋都用去離子水。

4. 溫度

光照和潮濕對材料的破壞，一般會隨著溫度的升高而加速。QUV紫外老化試驗箱的溫度控制系統準確可靠，并可提高試驗溫度用于加速實驗。

5. 輻照度控制功能

QUV紫外加速老化試驗箱輻照度控制系統，也稱“太陽眼”，包括一個可編程的控制器，連續監控四個安裝在測試樣板面上傳感器測得的紫外線強度。從而保證輸出光譜的持續穩定。

6. 多用途樣品安裝

標準樣品支架可調整為任何厚度，高為20mm(3/4英寸)，并允許快速安裝樣品。護環可很好地壓緊樣品，不需要將測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品，如鏡頭、較大的樣品、和3D部件。關于各類型材料的樣品安裝方式詳見《QUV紫外光加速老化試驗箱樣品安裝方法》。

• QUV的特色：輻照度控制與校準

隨著燈管的老化，所有光源輸出都會發生衰減。然而，長時間使用后QUV燈管的光譜結構也不會發生顯著變化，這不同于其他類型的燈管，也是QUV紫外光加速老化試驗機的主要優點之一。

太陽眼輻照度控制系統可通過位于樣品平面的四個UV探頭來監控紫外光的強度。閉環反饋系統則可通過調節燈管功率，自動補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機或者QUV/basic機型所使用的人工輻照度控制的方法相比，太陽眼輻照度控制系統可以提高實驗的再現性和重復性。

使用UC輻照度計可在幾分鐘內完成輻照度校準，并符合ISO9000標準的要求。

圖四

• QUV常見燈管介紹

QUV每種燈管的總UV能量和光譜是各不相同的，客戶應根據產品不同的使用條件，選擇合適的燈管。

1. UVA-340燈管

可*地模擬太陽光中的短波紫外光,即從365nm到太陽光截止點295nm的波長范圍。

UVA-340燈管的光譜在295nm到 365nm范圍內，非常好地模擬陽光紫外線，因此 UVA-340 測試與戶外曝曬的相關性很好。

圖五：UVA-340可非常接近地模擬太陽光中短波長紫外線。 太陽輻照度控制系統可增強輻照度并加快測試進程。

2. UVB-313燈管

發出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太陽紫外線強烈,從而可在*加速材料老化。然而,該燈管可能會對某些材料造成不符合實際的破壞。UVB-313燈管主要用于質量控制和研究開發,或對耐候性*的材料進行測試。

UVB-313燈管發出的短波紫外光比一般地球表面的陽光紫外線要強，它可以*地提高試驗速度。

3. UVA-351燈管

主要用于模擬太陽光透過窗玻璃后在室內產生的效果。對室內材料的測試非常有用。

• QUV應用行業及符合的部分標準

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/美術材料

ASTM D3424、ASTM F1945