快速答案:箱体UV测试里,氙灯 1000 小时大致折算成 QUV UVA-340 的 550 至 600 小时,折算系数落在 0.55 到 0.60 之间;只有按 340 nm 辐照度做纯剂量换算,才会算出 724 小时。系数不是常数,湿态占比越高,同样小时数对色差的杀伤越大。
目录
- 箱体UV测试的两个光源光谱差在哪
- 辐照度 0.55 与 0.76 W/m² 的口径
- 黑板温度与循环喷淋的设定
- 氙灯 1000 小时折算成 QUV 多少小时
- 色差与粉化的判定线
- 箱体UV测试的试样制备与误判
- FAQ
一、箱体UV测试的两个光源光谱差在哪
氙灯配日光滤光片后覆盖 300 至 800 nm,把可见光与红外一起打进来,短波截止点做在 295 nm;QUV 的 UVA-340 灯管只覆盖 295 至 360 nm,没有可见光,峰值压在 340 nm。两者在 300 至 340 nm 这段的吻合度能到 90% 以上,差的是可见光带来的热效应与光氧化路径。
UVB-313 是另一回事。它的输出集中在 280 至 315 nm,其中 300 nm 以下的能量在太阳光里几乎不存在,用它做箱体UV测试得到的开裂与粉化,不能直接对应户外 3 年的表现。
滤光片决定氙灯到底像不像太阳。日光滤光片截止在 295 nm,窗玻璃滤光片截止在 310 nm,扩展紫外滤光片放到 280 nm。箱体放在户外要经窗玻璃晒的场景,选窗玻璃滤光片;直接暴晒的场景选日光片。同一批试片换一片滤光片,1000 小时的 ΔE 能差 0.6,报告里不写滤光片型号,数据等于没有。
ABS 箱体的老化敏感区就在 300 至 340 nm,丁二烯相先断链,表面先失光再粉化。氙灯给的是全光谱老化,色差与失光同步发生;QUV 给的是纯紫外老化,色差先走,光泽后跟。
光谱差几个百分点,结果差得比想象多。同一批黑色 ABS 试片,氙灯 500 小时 ΔE 1.1,UVA-340 同剂量下 ΔE 0.8,差距来自 340 nm 以外的短波与可见光段。箱体UV测试报数据时必须写清光源与滤光片,否则两个实验室的数没法比。
二、辐照度 0.55 与 0.76 W/m² 的口径
氙灯常设在 0.55 W/m²(340 nm)或 60 W/m²(300 至 400 nm 宽带),QUV 的 UVA-340 常设在 0.76 W/m²(340 nm)。数值不同不代表谁更狠,两套设备的灯管数量、样品架距离与反射腔结构都不一样,读数只在自己体系内可比。
真正能跨设备比较的是剂量:辐照度乘时间。0.55 W/m² 跑 1000 小时是 550 Wh/m²,也就是 1980 kJ/m²;QUV 要跑到 724 小时才攒出同样的 340 nm 能量。
辐照度的均匀性按 ±0.02 W/m² 控。同一个样品架上,四角与中心差 8% 是常态,箱体这种 500 mm 级的平板件必须转 90 度再测一次,否则一条边老化重、一条边老化轻,色差读数会被平均掉。
灯管会衰减。UVA-340 灯管跑到 1600 小时,辐照度掉 12%,若按时间控制,后 400 小时的实际剂量只有标称的 88%。设备要开辐照度闭环,探头每 500 小时用标准片校一次,否则箱体UV测试的小时数只是墙上的钟。
辐照度与温度是联动的。氙灯 0.55 W/m² 提到 0.65 W/m²,黑板温度会自己往上走 4 ℃,不重新平衡就会把热老化混进光老化。设备的风速要跟着提,2 m/s 提到 3 m/s,才能把黑板温度压回 65 ℃。
三、黑板温度与循环喷淋的设定
氙灯的黑板温度常设 65 ℃,箱内空气 45 ℃;QUV 的 UV 段设 60 ℃,凝露段设 50 ℃。黑板温度与黑标温度差 5 至 8 ℃,报数据时要注明用的是哪一种,混用会让老化速率差 1.3 倍。
湿态是两套设备最大的分歧。氙灯按 102 分钟干加 18 分钟喷淋循环,1000 小时里湿态约 150 小时,占 15%;QUV 按 8 小时 UV 加 4 小时凝露,湿态占 33%,是氙灯的两倍多。
| 项目 | 氙灯(日光滤光片) | QUV UVA-340 | QUV UVB-313 |
|---|---|---|---|
| 光谱范围 | 300 至 800 nm | 295 至 360 nm | 280 至 315 nm |
| 控制点 | 340 nm 或 420 nm | 340 nm | 310 nm |
| 辐照度 | 0.55 W/m² | 0.76 W/m² | 0.71 W/m² |
| 黑板温度 | 65 ℃ | 60 ℃ | 60 ℃ |
| 湿态方式 | 18 min 喷淋 / 120 min | 4 h 凝露 / 12 h | 4 h 凝露 / 12 h |
| 适合判定 | 色差、粉化、失光 | 色差、开裂 | 快速筛料 |
湿态时间差一倍,直接决定折算系数不能取 1。水解与粉化在湿态下走得更快,QUV 每小时的破坏量比氙灯高,这也是同样 ΔE 下 QUV 只要 550 至 600 小时的原因。
喷淋水温 20 ℃,与 65 ℃ 的黑板温度差 45 ℃,每 120 分钟一次的冷激在表面留下微裂,深度 10 至 20 μm。氙灯的喷淋同样有冷激,但频次低,裂纹密度只有 QUV 的六成。
干湿比例还决定粉化出现的先后。干湿比 102 比 18 时,粉化到 1 级要 1500 小时;改成 60 比 60 的循环,同样 1 级只要 900 小时。箱体UV测试如果只写总小时数、不写干湿比例,粉化数据没法跨实验室比。
四、氙灯 1000 小时折算成 QUV 多少小时
按三种口径算,结果不一样,取最小值最稳。纯剂量口径得 724 小时;按 ΔE 到 2.0 的判据得 550 至 600 小时;按光泽保持 80% 得 600 小时。工程上取 0.55 这个系数,1 小时氙灯换 0.55 小时 QUV。
| 折算口径 | 氙灯 1000 h | QUV UVA-340 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 340 nm 剂量 | 1980 kJ/m² | 724 h | 只对辐照度,不看湿态 |
| ΔE 到 2.0 | 1000 h | 550 至 600 h | 含湿态,最贴近外观判据 |
| 光泽保持 80% | 1200 h | 600 h | 表面层为主 |
| 粉化到 1 级 | 1500 h | 700 h | 填料与颜料体系相关 |
反算也要留余量。客户要求氙灯 1000 小时,换成 QUV 排产就排 600 小时,不要排 550 小时;设备之间的均匀性差 8%,排到下限容易在复测时翻车。
UVB-313 不参与折算。它的短波能量超出太阳光谱,同样小时数的破坏量比 UVA-340 高 1.5 至 2 倍,且不成比例,只能用于筛料,不能写进箱体UV测试的验收报告。
五、色差与粉化的判定线
色差按 ΔE 分三段:2.0 以内目视基本看不出,2.0 至 3.0 在侧光下能辨,超过 5.0 判不合格。黑色箱体的初始 L 值约 28,ΔE 到 2.0 时 L 值涨 1.2,肉眼刚好在自然光下看出来。
粉化按 ISO 4628-6 的 0 至 5 级评,1 级以内可接受。评级用胶带法:透明胶带压在表面,撕下后贴在白纸上比对标尺,粉体转移面积超过 10% 记 2 级。粉化往往比色差晚 200 小时出现,只测色差会漏掉颜料体系的问题。光泽用 60 度角测,初始 85 GU,氙灯 1000 小时后掉到 60 GU,保持率 70%。低于 80% 时表面已经起微糙,擦拭后不可恢复。这三项读数要同时记进同一张表,缺一项就无法回溯是哪条判据先越线。
三条判据要一起看。只盯色差,粉化 2 级的件会被放过;只盯粉化,失光 40% 的件会漏判。箱体UV测试的验收表建议写成三选二:ΔE 超 3.0、粉化 2 级、光泽保持低于 80%,中两条即判不合格。
六、箱体UV测试的试样制备与误判
试样取 70 mm × 150 mm,同一模腔取 3 件,标注注塑流向。ABS 件的表皮取向会让同批试样的老化速率差 20%,不标方向就没法解释复测偏差。
试样背面衬白纸或白板,避免背面反射改变表面温度;厚度按成品壁厚做,2.5 mm 的片材与 3 mm 的实件在 1000 小时后 ΔE 差 0.4。
常见误判有四类。拿成品整箱直接测,曲面受光不均,凸面老化重、凹面老化轻;只测朝上的一面,忽略了侧面喷淋;把黑色件与浅色件放同一架比色差;用 UVB-313 的结果去对应户外年限。
取样节奏也影响结论。每 250 小时取一次测 ΔE,能画出拐点;只测终点,看不出前 500 小时已经走完全程的 70%。
试样架要轮位。氙灯转鼓式样架转速 1 rpm,同一位置离灯管近,剂量高 10% 至 15%;跑 250 小时把三件试样互换位置,终点差能从 0.5 收到 0.2。QUV 的平板样架靠近灯管一排的辐照度高 8%,同样要前后调换。
结论
箱体UV测试的折算系数按 0.55 用,不要按 1 用,也不要用 0.72 这个纯剂量数。落地时把判据写死:ΔE 超 3.0、粉化到 2 级、60 度光泽保持低于 80%,三条中两条即判不合格;氙灯报 1000 小时,QUV 就排 600 小时,留 8% 的设备均匀性余量。这样两种设备的数据才能进同一张验收表,客户换实验室也不会推翻结论。
本文仅讨论容器(箱体)侧的规格与设计含义,不涉及箱内物品的任何操作、装填或使用事项。
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