塑胶牌子测试人工老化试验

化学工业合成材料老化质量监督检验中心;作为广东省内早的专门从事涂料检测机构，在涂料领域有着近40年的数据积累，一直见证和推动着涂料行业标准化建设的绿色发展，作为中国涂协推荐的全国22家*检测机构之一，以可靠的*性和公信力，成为客户的可以选择，同时也凭借着标准起草、审查等方面的专业性，备受行业认可。：是专业从事高分子材料老化与防老化研究、防火涂料国家检测实验室及老化试验方法制修订的*机构。检测中心拥有先进的试验仪器，可按国际标准（ ISO ）、国家标准（ GB ）、 ASTM 、 DIN 和 JIS 等标准进行各种合成材料及其制品的老化试验、性能检测；可进行合成材料的储存寿命推算和热指数测定等分析研究。

标签印刷油墨之UV型油墨性：UV标签印刷油墨具有性能优良、质量可靠、适用范围广，但这种印刷油墨价格偏高，且需专门的干燥设备，对配套材料也有一定的要求。

1. GB/T 22771-2008标准的背景

越来越多的油墨需要耐光测试，如喷印油墨和包装材料用油墨。GB/T 22771-2008标准《印刷技术 印刷品与印刷油墨用滤光氙弧灯评定耐光性》修改采用国际标准ISO12040:1997，是印刷、油墨行业比较通用的一个耐光老化测试方法，也是印刷油墨耐光老化测试的**个国家标准。应用该标准可以评定不同印刷、油墨样品的耐光等级。

本文以下部分将通过具体耐光老化试验来演示如何执行该标准，来评价印刷品及印刷油墨的耐光等级。同时指出标准存在的不足及需要继续改进的地方。

2. 印刷品及印刷油墨耐光老化试验的原理

2.1 户外老化因素

老化损害主要由三个因素引起：光照，温度和湿度。这三个因素中的任一个都会引起材料老化，它们的共同作用，大于其中任一因素造成的危害。

2.1.1光照

高分子材料的化学键对太阳光中不同波段的光线的敏感性不同，一般对应一个阈值，太阳光的短波段紫外线是引起大部分聚合物物理性能老化的主要原因。如C-N（碳-氮）键的作用阈值是393nm。然而，对于某些印刷品和油墨，长波段紫外线甚至可见光也会对其产生破坏，造成变色或褪色。

2.1.2温度

温度越高，化学反应速度越快。老化反应是一种光致化学反应，温度不影响光致化学反应中的光致反应速度，却影响后继的化学反应速度。因此温度对材料老化的影响往往是非线性的。

2.1.3湿度

水会直接参与材料老化反应。相对湿度、露水和雨水等是自然界中水的几个主要表现形式。研究表明，户外材料每天都将长时间处于潮湿状态（平均每天长达8-12个小时）。而露水是户外潮湿的主要原因。露水造成的危害比雨水更大，因为它附着在材料上的时间更长，形成更为严酷的潮湿侵蚀。对于户内用材料，一般只考虑相对湿度的影响。

2.2 氙灯加速耐光测试

2.2.1日光模拟

作为氙灯试验箱的光源，氙灯可产生紫外线、可见光和红外线，能够很好地模拟全光谱太阳光。

氙灯产生的光谱用于测试前必须经过过滤，减少不需要的部分紫外光谱。使用不同类型的玻璃滤光器可以得到不同的光谱。滤光器的使用取决于被测材料和产品较终使用条件。不同的过滤器过滤的紫外线的短波段的截止点不同，这将在很大程度上影响老化的速度和类型。有三类经常使用的滤光器：日光过滤器，窗玻璃过滤器，紫外延展过滤器。在印刷品和印刷油墨测试中一般选择窗玻璃过滤器，下图1所示是Q-Lab公司配备有过滤器的Q-Sun氙灯试验箱的光谱与透过玻璃的太阳光光谱之间的比较。

Q-SUN光谱 与太阳光的比较

 图1 配备有窗玻璃过滤器的Q-Sun光谱和透过玻璃的太阳光谱之间的比较

我们认为，GB/T 22771-2008的“4.4.1曝晒”一节中包含着两个曝晒方法。

一个是针对只有一个样品的曝晒试验，这个测试比较简单，只要按规定方法(也就是标准中要求的测试条件)将测试样品在灯光下曝晒，直至发生明显变化。标准中同时指出“所谓的明显变化就是等于或小于符合GB/T 250规定的的评定变色用灰色样卡3级。观察者应确保在试验中不出现视觉疲劳现象，并且视觉观测时应具备标准印刷品的观察条件”。

另一个是针对同一系列印刷品进行同步和系统性试验。这个测试采用连续遮盖的曝晒方法，可以在一次试验中测试耐光程度不同的印刷品的耐光性。具体步骤如下步：曝晒样品直至3级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化；

 第二步：将印刷品和蓝色羊毛标准的曝晒部分遮盖四分之一，继续曝晒直至5级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化；

第三步：将持续曝晒的部分遮盖住四分之一，继续曝晒，直至6级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化；

第四步：再遮盖更多，继续曝晒，直至7级蓝色羊毛标准发生视觉刚刚能观察到的变化(评定变色用灰色样卡4级)。

 因为在通常情况下，油墨厂或印刷厂的测试样品都较多，如果采用种曝晒方法，每次只对一个样品进行测试，是不太现实的。所以本次试验我们选用*二种曝晒方法，同时对13种不同的胶印油墨样品进行氙灯加速耐光老化测试，同时进行曝晒还有SDC1到7级蓝色羊毛标准，具体试验条件见表(1)。

2.2.2辐照度控制

较新的氙灯试验箱需装备有辐照度控制系统，如Q-Lab公司的Q-Sun氙灯试验箱使用的是太阳眼闭环控制系统，来提供稳定的光照强度。

在氙灯测试系统内，辐照度控制非常重要。氙灯光谱范围从295nm延伸到3000nm，较新的标准中要求，光强的控制基于点控制（如ISO11341-2004, ASTM G 155-05a,ISO 4892-2:2003等），控制点的选择则基于模拟环境和检测材料性能的不同，对于户外环境，检测材料的物理性能，一般采用340nm控制点；而对于室内环境，检测材料的变色和褪色，一般采用420nm控制点。在有些标准中也采用300-400nm的TUV控制。

2.2.3温度控制

氙灯测试设备中，温度的控制很也重要，因为温度影响材料老化的速率。氙灯试验箱一般是通过黑板温度计或黑标温度计来精确控制样品表面温度。一般欧洲的ISO标准大多使用黑标温度计，而美国的一些标准则使用黑板温度计。有些型号的氙灯试验箱还能同时控制箱体空气温度，以达到全面的曝晒环境温度控制。

2.2.4潮湿模拟

氙灯试验箱可以通过水喷淋或湿度控制系统来模拟潮湿的影响。水喷淋可以模拟雨水对户外产品的热冲击和应力腐蚀。湿度会影响某些物品（比如某些纺织品或油墨等）发生老化的类型和速度，在此类材料的测试标准中都建议控制相对湿度。

3. 印刷品及印刷油墨氙灯老化试验及评价

3.1 试验条件及过程

我们认为GB/T22771-2008的“4.4.1曝晒”一节中包含着两个曝晒方法。一个是针对只有一个样品的曝晒试验，这个测试比较简单，只要按规定方法（也就是标准中要求的测试条件）将测试样品在灯光下曝晒，直至发生明显变化。标准中同时指出“所谓的明显变化就是等于或小于符合GB/T 250规定的的评定变色用灰色样卡3级。观察者应确保在试验中不出现视觉疲劳现象，并且视觉观测时应具备标准印刷品的观察条件”。

另一个是针对同一系列印刷品进行同步和系统性试验。这个测试采用连续遮盖的曝晒方法，可以在一次试验中测试耐光程度不同的印刷品的耐光性。具体步骤如下：

第一步：曝晒样品直至3级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化；

第二步：将印刷品和蓝色羊毛标准的曝晒部分遮盖四分之一，继续曝晒直至5级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化；

第三步：将持续曝晒的部分遮盖住四分之一，继续曝晒，直至6级蓝色羊毛标准出现相应于评定变色用灰色样卡3级的明显变化；

第四步：再遮盖更多，继续曝晒，直至7级蓝色羊毛标准发生视觉刚刚能观察到的变化（评定变色用灰色样卡4级）。

因为通常情况下，油墨厂或印刷厂的测试样品都较多，如果采用**种曝晒方法，每次只对一个样品进行测试，是不太现实的。所以本次试验我们选用*二种曝晒方法，同时对13种不同的胶印油墨样品进行氙灯加速耐光老化测试，同时进行曝晒还有SDC 1到7级蓝色羊毛标准，具体试验条件见表1。

表13.2.2试验结果分析

基于国家的政策，本着为客户提供便捷服务的原则，本中心近期新扩了化学品危险性鉴定分类实验室，本实验室是专门从事化学品危险性分类鉴定的第三方检测机构，实验室面积3000多平方米，是华南地区化学品危险性鉴定检测手段较齐全的实验室。本实验室已通过国家实验室资质认定，具备的53个实验项目。可满足危险化学品9大类（危险化学品分类第1类爆炸品，第2类气体，第3类易燃液体，4类4.1项易燃固体、自反应物质、减敏的爆炸品，第4类4.2项易于自燃的物质，4类4.3项遇水放出易燃气体的物质，第5类5.1项氧化性物质，第5类5.2项**过氧化物，第7类放射性物质，第8类腐蚀性物质，第9类杂项《磁性物质、锂电池》）的分类检测和鉴定要求。能为广大客户提供化学品危险性分类鉴定，货物运输条件鉴定，化学品安全技术说明书（MSDS）等检测服务。

典型客户

核电站 ---国产橡胶密封件

    要求：通过模拟环境试验对产品在使用 环境的使用寿命进行评估。

    实验方案：选取不同温度点,按 （GB/T 20028),分周期检测材料的*性能变化值并作出相应温度—时间变化曲线，估算材料实际运行条件下的使用寿命，经测试推算出其使用寿命为5年。

结论：目前已经使用2年，效果良好。

斜拉索大桥护套料（HDPE)

    要求：斜拉索护套料户外使用25年以上

    实验方案：在氙灯中按GB/T16422.2-1999 标准条件下进行12000h老化试验，同时进行亚热带气候自然暴晒10年。依此试验结果评估25年使用可靠性。

结论：氙灯试验结束后，根据试验数据，推算得出材料可满足25年使用，目前已经使用10 年，效果满意。

覆铜板热指数评估试验

    要求：察弯曲性能和爆板、拉伸情况，评估耐热指数和使用10年以上的温度

    实验方案：按GB/T7142-2002阐述的阿累尼乌斯图推算塑料的寿命和较高使用温度的原理，在选定的测试温度下，把所选的性能的数值变化看作是时间的函数，继续该步骤直至达到相应性能的临界值为止。

    结论：通过试验得出耐热指数和使用10年的较高温度，检测结果经送检单位与美国 UL公司检测结果进行比对，试验结果完全一致，获得企业**。

通讯器材连接器

    要求：在规定的试验条件下进行人工加速老化循环试验，并评价样品是否产生龟裂。

    实验方案：按要求进行氙灯老化与臭氧老化循环试验

    结论：循环试验1008小时，部分样品表面出现变色、龟裂、发粘等现象， 给厂家和采购商提供准确的判定依据。

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