氙燈老化多長時間相當(dāng)于戶外1年?
這是個簡單的問題,但遺憾的是沒有簡單的答案。
從理論上說,不可能通過一個單一的魔法系數(shù),乘以在老化試驗箱里曝曬的小時數(shù),來計算戶外曝曬的時間。問題不在于我們還沒有開發(fā)出**的老化試驗箱。
無論制造出多精密或昂貴的老化試驗箱,我們?nèi)詿o法找出那個所謂的魔法系數(shù)。
最大的問題在于戶外曝曬環(huán)境所固有的可變性和復(fù)雜性。
試驗箱曝曬和戶外曝曬之間的關(guān)系受到一系列可變因素的影響,包括:
1. 曝曬場的地理緯度(越靠近赤道,紫外輻射越強)。
2. 海拔高度(海拔越高,紫外輻射越強)。
3. 當(dāng)?shù)氐牡乩硖卣鳎顼L(fēng)可以吹干測試樣品,而接近水體會利于露水的形成。
4. 年復(fù)一年天氣的變化,會導(dǎo)致相鄰年份內(nèi)相同地點的老化效果之間的差異達到2:1
5. 季節(jié)變化(比如,冬季曝曬效果可能只有夏季曝曬效果的1/7)。
6. 樣品朝向(朝南 5° 角或垂直朝北)。
7. 樣品絕熱(有背板的戶外樣品常常比無背板樣品的老化速度快50%)。
8. 試驗箱的運行周期(光照和潮濕的小時數(shù))。
9. 試驗箱的測試溫度(越熱越快)。
10. 測試材料特性。
11. 實驗光源的光譜功率分布(SPD)。
明顯地,從邏輯上講,討論加速老化的小時數(shù)和戶外曝曬多少個月之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)是毫無意義的。一個是始終不變的條件,而另一個條件則是變化的。尋找一個轉(zhuǎn)換系數(shù),往往超越了數(shù)據(jù)的有效范圍。也就是說:老化數(shù)據(jù)是相對數(shù)據(jù)。
盡管如此,我們還是能夠從加速老化試驗箱中得到有用的耐候性數(shù)據(jù)。但是,您必須認(rèn)識到您得到的數(shù)據(jù)是相對數(shù)據(jù),不是絕對數(shù)據(jù)。您從實驗室老化測試中能期望獲得的是,一種材料同其他材料相比耐候性評級的可靠信息。實際上,關(guān)于佛羅里達曝曬測試也有同樣的情況。沒人知道如何比較 1 年戶外朝南 5° 角的“黑箱”曝曬和1年室內(nèi)或汽車?yán)锏钠貢?。即使是戶外測試,也只能為您提供實際服務(wù)壽命的相關(guān)信息。
然而,比較數(shù)據(jù)的作用是強大的。例如,您可能會發(fā)現(xiàn)配方的一個細微變化,可能會使得您的材料的耐候性提高2倍?;蛟S您會發(fā)現(xiàn)幾家供應(yīng)商提供的看似相同的材料中,一些老化非??欤蟛糠衷谥械葧r間段內(nèi)老化,只有少數(shù)在長時間的曝曬后失效?;蛟S您發(fā)現(xiàn)一個并不昂貴的材料,擁有和您實際正常使用5年的標(biāo)準(zhǔn)材料有相同的耐候性。這里有一個體現(xiàn)相對數(shù)據(jù)功能的非常好的實例。一個涂料生產(chǎn)商開發(fā)了一種新型清漆。最初的紫外老化箱QUV 測試在200 到 400 小時內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重開裂。這比同一用途的常規(guī)涂料要快很多。然而, 經(jīng)過3年不間斷的配方改進后, 開發(fā)出幾種配方的涂料能承受紫外老化QUV 2,000 到 4,000 小時的曝曬,比普通涂料耐候性要好很多。隨后在佛羅里達進行的平行測試顯示:在耐候性方面有類似的10:1 的提高。但是,如果涂料化學(xué)家在改變他們的配方前一直在等待佛羅里達的數(shù)據(jù),他們可能仍然停留在配方開發(fā)的早期階段,而該涂料也不會像現(xiàn)在一樣取得商業(yè)成功。
另一方面,如果您還堅持找到粗略加速系數(shù),那么需要通過經(jīng)驗來發(fā)現(xiàn)它。盡管不可能找到一個普遍的加速系數(shù),但是數(shù)以百計的實驗室已經(jīng)成功地開發(fā)了他們自己的“加速因子”,來將他們的 氙燈老化試驗箱的曝曬時間轉(zhuǎn)換成戶外曝曬的時間。然而,記住這一點很重要:他們的“加速因子”是從他們自己的加速測試與戶外測試的比較中得到的。而且,加速因子只適用于:
1. 特定的測試材料。
2. 特定的試驗箱循環(huán)時間和溫度。
3. 特定的戶外曝曬地點和樣品安裝方式。
如果您的材料進行過戶外曝曬,那么可以在幾個月內(nèi)就可以找出您自己的加速因子。如果您對您自己的材料沒有這方面的經(jīng)驗,您可以利用已做過戶外測試的對比材料作為參考。