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筒灯老化机和紫外型碳弧灯老化机的光源性能比较
发布时间:2019-10-21 16:10 点击次数:
试验的目的和意义
人工加速老化试验在国外已经进行了四十多年,国内也有十几年的历史了。目前人们普遍感到现有的老化机试验结果的可靠性捉摸不定,试验的速度也太慢。这就向从事人工加速老化试验的工作者提出了一项迫切而艰巨的任务 如何在模拟性满意的情况下加快老化的速度。
大家都知道,光源是老化的最主要的因素,因此我们打算在碳弧灯和缸灯老化机中固定其它主要试验条件来对比这两种光源的模拟性和加速性,为今后的加速老化试验提供比较坚实的基础。
为此,我们选用了十一种样品,两种光vE、〈缸灯和紫外型碳弧灯〉进行试验 然后将试验结果与广州老化研究所曝晒场的天然曝晒结果比较。
、试验条
1. 老化机出口处温度: 50
2. 老化机出口处相对湿皮: 75 ± 5 %
3. 光源
①缸止了 S Z 6000 型, 电压 190 200伏, 6000 瓦,水冷式,上海出品
②碳弧灯 双灯,紫外型,电压 120 145伏。
 
三、试验通则
1. 试验样极
①底板材质有两种 汽车钢板和不锈钢板。汽车钢板尺寸为 148 56 0.8 '不锈钢板尺寸为 148 56 0.6
②底漆 H06-2 铁红环氧底漆。
③而漆十一种样品。不同基料的白色漆七种,不同颜色的酶酸漆四种,见表一。
 
2. 制掘工艺按常规法进行。
3. 桂查项目及所周仪器
①光泽用日本的 型光泽计检查
②颜色用日本的 AU H-1 型自动前 色色差计检查
③粉化用改装后的克利曼硬度计检查:
④裂故无仪器,肉眼观察。
4. 样板位置调换时间及蛮换方法以 A 两块平行试验样板为例,在试验过程中每24 小时换一次位置,以使相豆之间的差别尽量减少。变换方式见表二。
 
四、模拟性
1. 概述
不论是天然曝晒或者是人工加速老化,其试验结果都服从统计性规律。因此,为了不致于推测出错误的结论{ 1 '试验样品的品种和数量不能太少。然而如果样品选得太多,也为我们的力量所不及。由于条件所限,本试验总共选用了十一种样品。所谓模拟性,就是人工加速试验与天然曝刷试验的可比性〈可靠性〉。人们总是希望人工加速老化试验结果能与天然曝晒试验结果相符合 且不说它应当能预示出某些样品在实际环境中的使用年限,起码也得使样品的老化破坏顺序与天然曝晒相一致,即达到能筛选配方的目的。然而要达到这种起码的目的并不容易,即并非所有类型的老化机模拟性都能满足人们的需要。其次,样品一多,其破坏顺序就会比较混乱,在这样的情况下,很难用直观的方法达到筛选配方的目的。为此,必须求助于数学分析的方法。我们所选用的计算公式为[ 2 ] [ 3 1: 
 
此公式中 值的变化范围是从正 到负。当 = 时,表示天然曝晒顺序与人工加速老化试验顺序完全符合; = -1 时,表示这二者的顺序完全相反; p = 时,表示这二者毫不相干,无对比关系。本试验失光、变色的对比系茧,都是根据此公式计算出来的。
2. 失先
我们对所选用的样品,都绘制了失光曲,并与广州天然曝晒作了比较。比较的结果表明,惊灯老化机中样品的失光曲线与广州天然曝晒的失光曲线,在大多数情况下形状都是相似的。而紫外型破弧灯老化机则多与天然曝晒形状相差甚远,这就是说,在定性上, mt 灯老化机与广州天然曝晒相比较,其可比性比紫外型碳弧灯老化机有明显的提高。为了定量地表达上述结果,还得通过数学分析。
表四、五、六、七是根据上述公式算出的对比系数。
 
现在,将表四一一表七作如下的比较。
( 1 )由表四可知
A. 在广州!天然曝晒时间固定不变的条件下,随着缸灯老化机试验时间的增长,对比系数增加在氨灯试验时间固定不变的条件下,120 小时之前,随着广州天然曝瞄时间的增长,对比系数先增后 戚,而在 192 小时之后,对比系数减少
c. 根据数理统计原则,可以说,在 192小时的氨灯试验之后,光泽对比系数已经令人满意,即基料不同,颜色皆为白色的样品,用缸灯作失光试验还是相当准确的。
( 2 )表六与表四的规律性大致→样,于其对比系数较低,所以就没有和广州两个月、四个月的数据进行对比。
( 3 )由表四和表六的对比,可以清楚地看出,基料不同的白漆的失光,不论是对比系数的极大值或平均值,缸灯都比紫外型碳弧灯为优。
( 4 )从 五可看出
A. 缸灯试验时间团定不变,在 120 小时前,随着广州天然曝牺时间的增长,对比系数下降,而在 192 小时后,情况比较复杂,的是下降,有的是先升后降,总之不是我们所希望的。
B. 广州天然曝陌时间固定不变,随着每灯试验时间的增长,对比系数呈现复杂的情除与两个月的广州天然曝晒结果对比数据比较有规律下降以外,其余均缺乏规律性。
( 5 )从表七可以看出,数据全部为负值,无讨论价值。
( 6 )从表五 表七可以看出,颜色不同、基料均为醇酸的样品,虽说每灯比紫外型联孤灯好些,但试验结果都不能令人满意,这并不是说每灯不可使用,只是说明我们的试验条件不全面。这就给我们提出了一项任务 继续探求合适的试验条件,以满足这种对比的要求。
 
3. 蛮色
与失光试验一样,我们也绘制了全部样品的变色曲线,现根据试验数据将按上述公式算出的对比系数 理在表八 表十上。兹比较如下。
 
( 1 )由表八可知
A. 广州天然曝晒时间固定,随着简灯老化机试验时间的增长,对比系数基本上是逐渐减少
B. 缸灯试验时间不变,随着广州天然曝晒时间的增长,对比系数的变化有的呈马鞍型,有的呈波浪形,有的呈弓型
c. 棍据数理统计法则,我们可以说与半年之内广州天然曝晒任何时间内的变色结果相对比, 48 小时的氨灯试验模拟性都是令人满意的,因此,可以得出结论说,在短时间内,用缸灯老化机来试验不同基料的同一颜色漆的变色是相当准确可靠的。
( 2 )从表十可知,紫外型碳弧灯老化机试验48 小时与广州半年天然晦fj西相比,对比系数尚好,即此种老化机在评定样品变色方面尚可使用。
( 3 )由表九可知
A. 缸灯老化机试验时间固定不变,随着广州天然曝晒时间的增长,对比系数基本上是逐渐减少
B. 广州天然曝晒时间固定不变,随着$:灯老化机试验时间增长至一定数值后,对比系数即达到一常数,可以说在缸灯老化,tJL试验 264 小时后,所有的对比系数都是令人满意的。
( 4 )从表十可知,颜色不同的醉酸棒,紫外型碳弧灯老化机中的变色结果与广州天然曝晒半年的变色结果相比较, 20408 小时的对比系数尚令人满意。
( 5 )现在就变色试验来比较这两种老化机
A. 基料不同的臼色漆,在与广州天然曝晒半年结果对比时-,不论对比系数的极大值或是平均值,缸灯老化机均比紫外型碳弧叮老化机高。
B. 颜色不同的障酸漆,两种老化和广州天然曝晒一年以内的对比系数极大值非常接近,而平均值稍有差别,紫外型碳弧灯老化机反而好些,但是 120 小时之后,每灯老化机试验的对比系数较紫外型 旋弧灯老化机高而且稳也;
c. 就整体来说,缸灯老化机变色试验比紫外型碳弧叮老化机为优。
4. 粉化
 
由表十一可知,在粉化方面,无论是用 紫外型碳弧灯老化机比用假灯老化机对比性缸叮老化机或紫外型碳弧灯老化机,都与广 稍好些.州天然曝晒缺乏对比关系。但相比之下,用
 
从表十二可以看出,两种老化机都很类似于广州天然曝晒,但相比之下,惊灯老化机比紫外型碳弧灯老化机为优。然而这只是初步试验,天然曝晒时间再长时的对比情况就有待于今后进一步考察了。
 
6. 底材的影响
在上述对比试验中,所使用的底材都是不锈钢板,但是平常试验用的底材却是汽车钢板或普通碳素钢板,为了慎重起见,我们作了不同底材的对比试验。现以在缸灯老化机中样品的光泽、颜色的变化为例,说明如下〈见表十三〉。
从表十三可以看出,除三个可能是例外的数值偏低以外,其余的对比系数均》80%,平均值高于87% ,应该说不同底材对试验结果没有影响。
 
五、加速性
现在重点讨论对比系数较高的那些项目的加速性。
1. 失先
由表十四可见,紫外型碳弧灯与缸灯相比速度较慢〈带来的多〉。但总的说来,老化机中的失光速度与目前的要求相比,差距还是很大的,尤其是失光曲线趋于平坦之后再继续试验下去几乎是毫无意义的一一旷日费时,得不偿失!
2. 变色
若单从表十五看,似乎只有聚氨醋〈芳香族〉潦变色加速得多,对其它样品大部分嫌’段。但若从模拟性来考虑,如上所述,采用缸灯老化机作试验, 48/J、时〈或120小时〉变色结果与广州半年的天然曝晒相比,对比系数甚高,因此值灯测定样品的变色,加速性令人满意。
3. 粉化
由于上述试验所选用的条件很有限,粉化的模拟性不好,因而谈不上什么加速性。
4. 裂纹
所用的十一种样品之中,只有白调和漆有裂纹,而且两种老化机相比, J1i1. 灯老化机更符合广州天然 靡晒的情况。从表十二可知,佩灯老化机中白调和漆试验 192 小时,相当于广州天然曝晒 个月 对其它样品,初步看来两种老化机都不错。因为其它样品没有出现裂纹,所以谈不上什么加速倍率。
 
六、结论
由以上的讨论,我们可以得到如下的结论.
1. 对失光试验,在所用的试验条件下,基料不同的同一颜色的样品,侃灯老化机在较长的试验时间之后与广州半年天然曝晒相比的对比系数较高,即其模拟性比紫外型碳弧灯为优。对于颜色不同的同一类型的基料的样品,这两种老化机结果都不理想.
2. 在所使用的试验条件下,对于变色试验,基料不同的同一颜色的样品,~灯老化机在很短时间内就可以得到较高的对比系数,即模拟性比紫外型破孤灯老化机为优。
颜色不同的同一基料的样品,~灯老化机在较长的时间内才能得到合乎要求的对比系数。
总之,缸灯老化机测定样品的变色,比使用紫外型碳弧灯老化机为优。
不论失光还是变色,半年左右均趋向稳定,故与广州半年天然曝晒结果对比是较有说服力的。
3. 在所使用的试验条件下,这两种老化机都不能正确测定样品的粉化。
4. 对于裂纹,在所使用的试验条件下,缸灯老化机尚能得到与广州天然曝晒相符合的结果。
5. 在两道底漆、两道面漆的条件下,不同的底材对试验结果影响很小,用不畅钢板可以代替普通钢板。
 
七、问题讨论
1. 老化扭的模拟性与光漂光谱的关系
在本试验之前就有探求光源的光谐和老化机模拟性之间的关系的想法。从我们已作过的侃灯光谱分布曲线来看,它的紫外和可见部分的光谱分布与夏天广州太阳的光谱很接近,而紫外型碳弧灯则相差很远,这就预示着缸灯的模拟性会比碳弧灯好些,试验结果证明了这一点。
为什么基料相同、颜色不同的样品,用缸灯作失光试验时模拟性不好呢?这可能囱于缸灯红外部分太强,发热量太大,引起不同颜色的样品温度差别太大,使同一基料以差别很大的速度分解,因而引起失光的失真严重,使模拟性下降。国外资料已有这方面的报道。
2. 粉化
在所用的试验条件下,两种老化机与广州天然曝晒相比都没有什么对比关系。原因不大清楚,是否由于没有模拟自然条件造成的,有待于进一步证实。例如天然曝晒有凝露,而老化机中就没有凝露。据文献报道[ 5 J '粉化与凝露关系甚大。
由于水平所限,文中定有许多不妥之处,请批评指正。