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汽車塗料老化測試標準,應該選擇哪個測試標準:ASTM D7869或SAE J2527?

發布於:2024-03-22
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ASTM D7869 是使用增強光和水進行氙弧曝光試驗的標準實施規程,是關於汽車和交通運輸塗料老化測試的標準。基於對光化學和水分相關的塗層降解和熱、潮濕的最終使用環境的仔細考慮。目標是盡可能真實地模擬汽車塗層的降解。SAE J2527 是“基於性能的標準加速暴露的汽車外部材料使用控製輻照度氙氣弧裝置”。

ASTM D7869 和 SAE J2527 的比較

1. 機械應力循環頻率

塗層的失效往往是由反複接觸水分引起的。在加速測試中,有兩種方法來加強這種對自然的循環應力:要麼通過增加濕相和幹相之間的循環頻率,要麼通過增加循環頻率。

SAE J2527 每天有 16 個濕幹循環,ASTM D7869 每天有5個濕幹循環(下圖)。如果一種材料對這種機械應力敏感,那麼 SAE J2527 可能是更好的選擇。

SAE J2527測試標準

SAE J2527 測試標準

2.階段持續時間

ASTM D7869 的濕相和幹相都比SAE J2527 要長得多。較長的濕相為更高的水飽和度提供了一個環境,而較長的幹相使樣品有更多的幹燥時間。因此,由頻率引發的循環應力更為顯著。

然而,這並不是一件好事,在 ASTM D7869 中,隨著溫度的升高和輻照度的增加,幹相超過了 4 小時,材料可能會完全幹燥,這種影響是不現實的,因為在亞熱帶或中等、潮濕環境的材料不會有完全幹燥的情況。

ASTM D7869 測試標準

3. 溫度

ASTM D7869 和 SAE J2527 測試方法的溫度設置非常相似。兩者都使用 70°C BPT。然而,SAE J2527 測試標準中,箱體內溫度為47°C,略低於 ASTM D7869 測試標準中要求的 50°C,箱體內溫度會影響淺色樣品的表麵溫度,超過自然最高溫度,會帶來非自然退化的風險。因此 SAE J2527 適用於玻璃化轉變溫度較低的光色材料或溫度敏感材料。

4.潮濕的時間

SAE J2527 測試標準在黑暗循環和光照循環中都有噴淋,ASTM D7869 測試標準在實際運行中,部分開發人員在光照循環中有時會忽略噴淋循環,因為他們認為這是浪費水,因為塗層並不會在水汽蒸發前吸收水汽。這種操作方式是不對的,當陽光明媚時,也會出現下雨情況,塗層表麵也會濕潤,當輻照度溫度較高時,水汽蒸發會加速,但氧氣可能在樣品表麵被消耗了,而不是像黑暗循環那樣,遷移到樣品內。

在 SAE J2527 中,樣品有44%的時間處於噴淋階段(11%在光照循環中,33%在黑暗循環中)。在 ASTM D7869 中,樣品隻在黑暗循環中進行噴淋,噴淋時間約為35%,所以,這2個標準在黑暗循環中噴淋的時間實際上非常相似,但 SAE J2527 中的總噴淋時間更長。無論是 SAE J2527 中增加的噴淋時間還是 ASTM D7869 中光循環中的噴淋時間適合您的材料,都必須在進行新應用的相關研究後,選擇合適的運行周期。

5. 輻照度

ASTM D7869 在 340 nm 處的輻照度約為39.3kJ/(m2·nm),比 SAE J2527 在 340 nm 處的 31.7kJ/(m2·nm)的輻照度高出約1.25。為了實現這種高輻射曝光,ASTM D7869 被設置為更高的輻照度(在 340 nm 處的 E 最高可達 0.80W/(m2·nm))。SAE J2527 的連續輻照度僅為 0.55W/(m2·nm)。與自然太陽輻射(0.35-0.60W/(m2·nm))相比,更高的輻照度要求互惠定律有效,或至少要求降解途徑不受到影響。兩種標準都使用不同的濾光片,所以僅通過單一波長的輻照度進行直接比較是不夠的。測試效果快慢的比較應僅根據被測材料的性能變化,而不僅僅是根據輻照度等測試參數。

對比 1天Florida自然曝曬SAE J2527ASTM D7869
Cycle Duration周期運行時間24 h3 h24 h
Max.E at 340 nm[W/(m²·nm)]0.650.550.8
H at 340 nm [kJ/(m²·nm)]for 24 h~8.4*31.739.3
Time Factor時間係數13.84.7

汽車塗層老化測試標準,應該選擇哪個測試標準:ASTM D7869或SAE J2527?

具體視情況而定!適當的測試方法總是取決於測試材料及其在目標最終使用環境中的特定失效模式。塑料、粉末塗層、窗型材和其他材料有不同的失效模式,可能需要不同的測試方法。SAE J2527 和 ASTM D7869 都與濕熱環境有關。其他最終使用環境可能會導致不同的材料測試失敗。在選擇適當的測試方法時,也應考慮到這一點。