碳弧灯老化后检验项目

在材料长期户外使用过程中，光照、温度与湿度是导致其性能劣化的三大主要环境因素。为评估材料（尤其是塑料、涂料、纺织品、汽车外饰件等）在日光照射下的耐候性，碳弧灯老化试验（Carbon Arc Weathering Test）作为一种经典的人工加速老化方法，被广泛应用于产品质量控制与寿命预测。

尽管近年来氙灯老化逐渐普及，但碳弧灯因其光谱特性接近太阳光紫外区，仍被部分行业标准（如早期的 ASTM G152、JIS D 0205 等）所采用，尤其在日本、东南亚市场及部分传统工业领域仍有广泛应用。

然而，试验后的科学检验才是碳弧灯老化测试的核心环节。只有通过系统、全面的检测，才能准确判断材料是否满足使用要求。本文将详细解读碳弧灯老化试验后必须进行的关键检验项目及其评估方法。

一、碳弧灯老化试验简介

• 原理：利用碳棒电弧产生的强光模拟太阳光，特别是紫外线部分，结合周期性喷水（模拟雨水）和温度控制，加速材料老化。

• 常见标准：

• ASTM G152：非封闭式碳弧灯暴露试验方法

• JIS D 0205：汽车零部件耐候性试验方法（日本工业标准）

• GB/T 7762（部分引用）：塑料耐候性测试参考

• 典型条件：

• 光照周期：4小时光照 + 4小时光照+喷水

• 温度：黑板温度约 63°C

• 湿度：通过喷水控制

• 时间：50h、100h、300h、500h 或更长

二、老化后核心检验项目

碳弧灯老化后的检验应涵盖外观、力学性能、化学结构与功能特性四大类，具体如下：

(1）颜色变化（Color Change）

• 检测方法：

• 使用 色差仪（如 BYK-mac、Datacolor）测量老化前后样品的 L*a*b* 值；

• 计算色差 ΔE*：

  $$\mathrm{\Delta }{�}^{\ast }=\sqrt{(\mathrm{\Delta }{�}^{\ast }{)}^2+(\mathrm{\Delta }{�}^{\ast }{)}^2+(\mathrm{\Delta }{�}^{\ast }{)}^2}$$

• 判定标准：

• ΔE* < 1.0：肉眼几乎无变化（优）

• 1.0 ≤ ΔE* < 2.0：轻微变色（可接受）

• ΔE* ≥ 3.0：明显变色（不合格）

• 常见现象：黄变（Δb*↑）、褪色（ΔL*↑）、失光（ΔL*↓）

（2）光泽度变化（Gloss Loss）

• 检测方法：

• 使用 光泽度仪 在 60° 角测量老化前后光泽值；

• 计算保留率：

  $$\text{光泽保留率}=\frac{{�}_{\text{after}}}{{�}_{\text{before}}}\times 100\mathrm{\%}$$光泽保留率=GbeforeGafter×100%

• 判定标准：

• 保留率 > 80%：良好

• 50% ~ 80%：一般

• < 50%：严重失光，可能伴随粉化

(3）表面缺陷观察

• 检测方法：目视或放大镜（4~10倍）检查

• 常见缺陷：

• 粉化（Chalking）：表面形成白色粉末，常见于涂料

• 裂纹（Cracking）：龟裂、微裂纹

• 起泡（Blistering）：涂层与基材分离

• 剥落（Peeling）：表层脱落

• 变脆：边缘易碎裂