高分子材料紫外線老化設備制造技術

高分子材料紫外線老化設備，本發明專利技術涉及高分子材料紫外線老化試驗裝置，它為了解決現有光老化設備光源利用效率不高，設備結構復雜的問題。該老化設備由熒光紫外燈管、燈頭、涂布桶、兩個燈管支撐件組成，其中涂布桶由左、右半圓筒鉸接而成，燈管支撐件分別扣合在涂布桶的兩個敞口端，在燈管支撐件的內圓周表面上設置有支撐架，支撐架與熒光紫外燈管貼合，燈頭固定到支撐件上，涂布桶上開有多個輻照度觀測孔。本發明專利技術紫外線老化設備的組件少，結構簡單，涂布桶的桶柱狀結構使得燈管發出的絕大部分光線能夠被試驗材料接收，光源利用效率高。

【技術實現步驟摘要】
高分子材料紫外線老化設備
本專利技術涉及高分子材料紫外線老化試驗裝置，尤其是對瀝青材料、漆類材料、涂層類材料等進行人工紫外線加速老化試驗時的老化裝置。
技術介紹
如何評價材料的老化是人們一直以來都相當關注的問題。目前，主要有2類方法：自然大氣暴露和人工加速老化。自然大氣暴露是評價高聚物老化特性最真實的方法，但自然大氣暴露有老化周期長、環境因素無法控制、試驗結果重復性差等缺點。因此，一方面不斷專利技術新的自然大氣暴露方法；另一方面，人工加速老化試驗得到了越來越廣泛的應用。事實上，人工加速老化主要模擬的還是太陽光和氣溫。但是鑒于光老化和熱老化兩者之間存在著本質上的區別，且其相互作用極其復雜，因此人們在研究這類問題時往往將兩因素分開研究。對于熱老化，由于其實驗因素控制相對容易，變量相對較少，每個行業每類材料都有其相關標準試驗或試驗規程。如《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTGE20-2011)》內有關于瀝青材料的熱老化標準試驗方法。而對于光老化，鑒于其老化機理的復雜性，材料多樣性等原因，現有沒用一套嚴格、標準的試驗方法進行試驗。不同行業都有各自的試驗方法。目前關于光老化試驗方法的相關規范標準主要是以國際標準化組織(ISO)關于塑料材料光照試驗方法為基準進行制定的。國內有GBT14522(機械工業產品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法)、GBT16422(塑料實驗室光源暴露試驗方法)等，美國有ASTMG154-06(StandardPracticeforOperatingFluorescentLightApparatusforUVExposureofNonmetallicMaterials)等。盡管相關標準較多，但實際上其試驗方法并不嚴謹，只是提出了推薦性意見，并非規范性方法。上述光老化試驗規范提出了三種推薦光源：氙弧燈、熒光紫外燈、開放式碳弧燈。但是國內還有研究采用高壓汞燈等進行紫外老化試驗。總之，相關的試驗儀器多為自制設備，還有一部分是采用成熟的產品——自然老化箱。但是現有市場上常用的紫外老化箱輻照度低、容量有限、光源利用效率不高、成本較高，消耗品如燈管一次更換量大。因此，紫外老化設備存在極大的改進空間。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決現有光老化設備光源利用效率不高，設備結構復雜的問題，而提供高分子材料紫外線老化設備。本專利技術高分子材料紫外線老化設備由熒光紫外燈管、燈頭、涂布桶、兩個燈管支撐件組成，其中涂布桶由左半圓筒和右半圓筒鉸接圍成空心圓筒狀，兩個圓管狀的燈管支撐件分別扣合在涂布桶的兩個敞口端，在燈管支撐件的內圓周表面上均勻設置有三個支撐架，支撐架上與熒光紫外燈管貼合的支梁為圓弧形，三個支撐架上的圓弧形支梁均與熒光紫外燈管的外管面貼合，燈頭固定到燈管支撐件上，沿涂布桶的軸向方向上開有多個輻照度觀測孔。使用本專利技術的紫外線老化設備測試材料的老化性能時，繞鉸打開涂布桶，將待測試的高分子材料涂布于涂布桶的內表面，燈管通過位于涂布桶兩端的燈管支撐件固定于涂布桶中心位置，從而保證桶壁上的試驗材料受到的紫外線輻照強度相同，而涂布桶的桶柱狀結構使得燈管發出的絕大部分光線能夠被試驗材料接收，光源利用效率高。而常規的箱式設備，即使加裝了燈罩等反光、聚光裝置，光線并不能完全照射在試驗材料上，而且由于漫反射的存在，還會損失掉一部分光能。本專利技術紫外線老化設備的組件少，結構簡單，質量輕，便于拆卸安裝燈管。附圖說明圖1為高分子材料紫外線老化設備的整體結構示意圖，箭頭方向為鼓風方向；圖2為高分子材料紫外線老化設備的側面結構示意圖；圖3為涂布桶的結構示意圖；圖4為燈管支撐件的結構示意圖。具體實施方式具體實施方式一：本實施方式高分子材料紫外線老化設備由熒光紫外燈管1、燈頭2、涂布桶3、兩個燈管支撐件4組成，其中涂布桶3由左半圓筒3-1和右半圓筒3-2鉸接圍成空心圓筒狀，兩個圓管狀的燈管支撐件4分別扣合在涂布桶3的兩個敞口端，在燈管支撐件4的內圓周表面上均勻設置有三個支撐架5，支撐架5上與熒光紫外燈管1貼合的支梁5-1為圓弧形，三個支撐架5上的圓弧形支梁5-1均與熒光紫外燈管1的外管面貼合，燈頭2固定到燈管支撐件4上，沿涂布桶3的軸向方向上開有多個輻照度觀測孔6。本實施方式的高分子材料紫外線老化設備舍棄了控溫功能，從而大大精簡了設備體積和成本。事實上由于控溫設備在實驗室屬常規設備，如有烘箱(高溫)、冰箱冰柜(低溫)、控溫倉、環境箱、控溫控濕室或環境室等，當試驗有控溫要求時可將本實施方式的老化設備置于上述控溫設備中，以獲得控溫條件。具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是涂布桶3的長度為1.20～1.25m。具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二不同的是涂布桶3的桶壁厚度為1～3mm。具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同的是涂布桶3的材質為金屬鐵。具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同的是沿涂布桶3的軸向方向上開有3個輻照度觀測孔6。具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同的是三個支撐架5均垂直于燈管支撐件4的內圓周表面設置。具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六之一不同的是支撐架5的形狀為扇形。實施例一：本實施例高分子材料紫外線老化設備由UVA-340熒光紫外燈管1、燈頭2、涂布桶3、兩個燈管支撐件4組成，其中涂布桶3由左半圓筒3-1和右半圓筒3-2鉸接圍成空心圓筒狀，兩個圓管狀的燈管支撐件4分別扣合在涂布桶的兩個敞口端，在燈管支撐件4的內圓周表面上均勻設置有三個扇形支撐架5，支撐架5上與熒光紫外燈管1貼合的支梁5-1為圓弧形，三個支撐架5上的圓弧形支梁5-1均與熒光紫外燈管1的外管面貼合，燈頭2固定到燈管支撐件4上，沿涂布桶3的軸向方向上開有3個輻照度觀測孔6。本實施例涂布桶3的長度為1200mm，涂布桶3的內徑為100mm，輻照度觀測孔6的直徑為38mm。本實施例選用UVA-340熒光紫外燈作為紫外老化光源，300nm～400nm的短波能量是引起老化的主要因素，而熒光紫外燈的光譜分布主要集中在紫外光部分，因此，增加這部分能量，能夠達到快速試驗的效果。UVA-340熒光紫外燈的主要參數見表1，鎮流器選用40w；表1本實施例紫外線老化設備的工作環境：溫度為-20℃～60℃，濕度為0～80％，工作電壓為220V交流。應用高分子材料紫外線老化設備進行老化試驗的過程如下：一、繞鉸打開涂布桶，將高分子涂層材料均勻涂布于涂布桶的內壁，涂布厚度為2mm；二、待高分子涂層材料固化后，將UVA-340熒光紫外燈置于涂布桶內，關閉涂布桶，通過燈管支撐件將UVA-340熒光紫外燈固定，燈頭安裝到燈管支撐件上；三、接通電源，開啟鼓風機，向涂布桶內鼓風，開始試驗后每隔48小時，開啟輻照度觀測孔，用UVA型紫外輻照觀測燈管輻照度，分別記作F1、F2、F3……Fn，當第k次觀測值下降到20W/m2時，則更換燈管；四、關閉電源，關閉鼓風機，取下燈管支撐件及燈管，將涂布桶打開，取下試驗材料，試驗過程的平均輻照度按公式計算。本實施例紫外線老化設備的結構簡單，燈管發出的絕大部分光線能夠被試驗材料接收，光源利用效率達到90％以上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高分子材料紫外線老化設備，其特征在于該高分子材料紫外線老化設備由熒光紫外燈管(1)、燈頭(2)、涂布桶(3)、兩個燈管支撐件(4)組成，其中涂布桶(3)由左半圓筒(3?1)和右半圓筒(3?2)鉸接圍成空心圓筒狀，兩個圓管狀的燈管支撐件(4)分別扣合在涂布桶(3)的兩個敞口端，在燈管支撐件(4)的內圓周表面上均勻設置有三個支撐架(5)，支撐架(5)上與熒光紫外燈管(1)貼合的支梁(5?1)為圓弧形，三個支撐架(5)上的圓弧形支梁(5?1)均與熒光紫外燈管(1)的外管面貼合，燈頭(2)固定到燈管支撐件(4)上，沿涂布桶(3)的軸向方向上開有多個輻照度觀測孔(6)。

【技術特征摘要】
1.高分子材料紫外線老化設備，其特征在于該高分子材料紫外線老化設備由熒光紫外燈管(1)、燈頭(2)、涂布桶(3)、兩個燈管支撐件(4)組成，其中涂布桶(3)由左半圓筒(3-1)和右半圓筒(3-2)鉸接圍成空心圓筒狀，兩個圓管狀的燈管支撐件(4)分別扣合在涂布桶(3)的兩個敞口端，在每個燈管支撐件(4)的內圓周表面上均勻設置有三個支撐架(5)，每個支撐架(5)上與熒光紫外燈管(1)貼合的支梁(5-1)為圓弧形，三個支撐架(5)上的圓弧形支梁(5-1)均與熒光紫外燈管(1)的外管面貼合，燈頭(2)固定到燈管支撐件(4)上，沿涂布桶(3)的軸向方向上開有多個輻照度觀測孔(6)。2.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許勐，馮德成，易軍艷，王東升，張鋒，牛力達，龐驍奕，王史記，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23