户外建筑材料的耐光照测试核心是模拟自然日光中的紫外线、可见光和红外线对材料的老化作用,评估材料经长期光照后的外观、力学性能和化学稳定性变化,常用方法以人工加速老化测试为主,辅以自然暴露测试,对应的标准涵盖国际、国家和行业多个维度。
一、 主要测试方法
1. 人工加速耐光照老化测试(主流方法)
该方法通过人工模拟日光环境,缩短测试周期,快速评估材料耐候性,适用于研发、质检和产品认证。
氙灯老化测试原理:采用氙弧灯模拟全光谱日光(紫外线 + 可见光 + 红外线),搭配滤光片过滤无关波段,同时控制温度、湿度、淋雨 / 喷淋等条件,模拟户外昼夜、阴晴、雨淋的循环环境。
适用材料:几乎所有户外建筑材料,如涂料、塑料型材、石材、金属涂层、防水材料等。
测试过程:将样品放入氙灯老化箱,设定辐照强度、温度、湿度、喷淋周期,持续运行一定时间后,取出样品检测性能变化。
紫外老化测试(UV 老化)原理:采用紫外荧光灯模拟日光中的紫外线(尤其是 UV-A 340nm、UV-B 313nm 波段),通过冷凝或喷淋模拟户外露水、雨水,重点评估紫外线对材料的破坏作用。
适用材料:对紫外线敏感的材料,如塑料(PVC、PC)、涂料、密封胶等。
测试特点:成本低于氙灯老化,测试周期短,但仅模拟紫外线,无法反映可见光和红外线的影响。
2. 自然暴露耐光照测试(长效验证方法)
该方法将材料直接放置在典型的户外气候区域,进行长期自然暴晒,更贴近实际使用场景,但测试周期长(数月至数年)。
- 分类:
- 标准气候暴露:选择标准气候站点(如湿热、干热、寒冷、沿海盐雾等区域),样品按规定角度(通常 45° 朝南)放置,定期记录外观和性能变化。
- 强化自然暴露:通过聚焦阳光、提高温度等方式,加速自然老化进程,缩短测试时间。
- 适用场景:材料的长期耐候性验证、人工加速老化测试结果的校准。
二、 核心测试标准
1. 国际标准(ISO、ASTM 体系)
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|
| ISO 4892 | 塑料 实验室光源暴露试验方法 | 塑料类建筑材料(如型材、板材) |
| ISO 11507 | 涂料和清漆 暴露在荧光紫外灯和水的条件下的老化 | 建筑涂料、防腐涂层 |
| ASTM G155 | 非金属材料氙灯加速老化的标准实施规程 | 通用非金属户外建筑材料 |
| ASTM G154 | 非金属材料紫外荧光灯加速老化的标准实施规程 | 塑料、涂料、密封胶等 |
2. 中国国家标准(GB 体系)
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|
| GB/T 16422 | 塑料 实验室光源暴露试验方法 | 等同采用 ISO 4892,适用于塑料建材 |
| GB/T 1865 | 色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射曝露 滤过的氙弧辐射 | 建筑外墙涂料、金属防腐漆 |
| GB/T 14522 | 机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料 人工气候老化试验方法 | 通用户外建筑非金属材料 |
| GB/T 3681 | 塑料 自然气候暴露试验方法 | 塑料建材的自然暴晒测试 |
3. 行业专用标准
- 石材:GB/T 3299《天然石材试验方法 第 5 部分:耐气候性试验方法》
- 防水材料:GB/T 18244《建筑防水材料老化试验方法》
- 铝合金型材:GB/T 5237《铝合金建筑型材》(含耐光照老化要求)
三、 关键性能评价指标
测试后需对比样品老化前后的性能变化,核心指标包括:
- 外观指标:变色(色差 ΔE)、失光、粉化、开裂、起泡、剥落、锈蚀(金属材料)。
- 力学指标:拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、硬度的变化率。
- 化学指标:分子量变化、黄变指数、涂层附着力、防水卷材的不透水性。