汽车内饰件长期暴露在自然光或车内人造光下,易因光辐射引发褪色、开裂、粉化等老化现象,直接影响外观品质与使用功能。耐光性测试作为环境可靠性检测的核心项目,通过模拟加速光老化环境,评估内饰件材料在光作用下的性能稳定性,是保障汽车内饰长期可靠性的关键环节。
耐光性测试的核心目标
汽车内饰件的耐光性测试旨在模拟材料生命周期内的光辐射作用,评估其抵抗光老化的能力。光老化本质是高分子材料吸收光能量后引发的链降解或交联反应,具体表现为外观变化(如褪色、粉化)与力学性能下降(如拉伸强度降低、脆性增加)。测试的核心是确保内饰件在预期使用期限(5-10年)内,外观与性能满足设计要求,避免因光老化导致用户投诉或安全隐患——例如仪表台开裂会影响内饰整体性,座椅面料褪色会降低车辆二手残值。
此外,耐光性测试还支撑材料选型与配方优化。不同材料耐光性差异显著:聚丙烯(PP)需添加紫外线吸收剂提升耐光性,聚氯乙烯(PVC)的增塑剂迁移会加剧老化。通过测试可筛选耐光性更优的材料,或调整配方(如增加紫外线吸收剂用量)。
测试标准的选用逻辑
耐光性测试的有效性依赖标准选用,常用标准包括国际(ISO 4892系列)、美国汽车工程师协会(SAE J2412、SAE J2527)及国内(GB/T 16422系列、QC/T 1067)三类,需根据目标市场、材料类型与应用场景选择。
ISO 4892-2采用氙弧灯模拟全光谱,最接近自然环境,是全球通用标准;SAE J2412针对北美市场,规定340nm处辐照度0.55W/m²及“辐照-凝露”循环;GB/T 16422.2等效ISO 4892-2,是国内企业常用标准。若内饰件用于热带地区,需选更高温湿度的循环条件;若为皮革/纺织品,需参考ISO 105-B02增加湿处理。
测试样品的制备要求
样品制备需严格“与实际生产一致”:取自批量生产件,无划痕、气泡等缺陷;尺寸与数量符合标准(如ISO 4892-2要求75mm×150mm,不少于3个);测试前需在23±2℃、50±5%环境中放置24小时(吸湿性材料延长至48小时),达到湿度平衡。
样品需清晰标记材料名称、生产批次与编号,标记用耐光墨水或标签,避免测试中脱落。
光源的选择与模拟
光源需匹配实际环境光谱:氙弧灯因能模拟全光谱(紫外线、可见光、红外线),是内饰件测试首选;荧光紫外灯(UVA-340、UVB-313)仅模拟紫外线,适用于针对性测试;金属卤素灯少用。
氙弧灯光谱可通过滤光片调整:硼硅玻璃模拟室外光,石英玻璃模拟强化紫外线,“车内滤光片”模拟挡风玻璃后的光辐射。测试前需用辐照度计校准(如340nm处0.55±0.05W/m²),测试中每500小时校准一次,避免光源衰减。
测试条件的参数设定
核心参数需结合气候特征、使用位置与材料类型:辐照度常用0.3-1.0W/m²(340nm处),中等辐照度0.55W/m²适用于多数地区;辐照阶段温度60±3℃(模拟白天车内高温),凝露阶段50±3℃(模拟夜间高湿度);湿度方面,辐照阶段50±5%、凝露阶段95±5%,纺织品可增加喷淋循环。
循环周期采用“辐照-凝露”交替,如ISO 4892-2规定102分钟辐照+18分钟凝露,每120分钟重复,模拟昼夜交替。
测试过程的关键控制要点
样品摆放需均匀:平行于光源,距离一致(200-300mm),避免遮挡;不规则样品用夹具固定,确保表面垂直光源。设备需实时监控温度、湿度与辐照度,每15分钟记录一次,波动超±2℃(温度)、±5%(湿度)需停机排查。
测试中定期检查样品(每200小时一次),用手套/镊子取放,避免油脂污染;外观评价在D65标准光源箱下进行,记录颜色、裂纹等变化。测试结束后样品需在标准环境放置24小时,再测力学性能。
测试结果的评价指标
耐光性结果通过多维度指标综合评价:颜色变化(ΔE*ab)——ΔE*ab≤1.5无明显变化,>3会被用户察觉;光泽变化——光泽保留率≥80%合格;力学性能——PP拉伸强度保留率≥70%、ABS≥75%;外观缺陷——龟裂用ISO 4628-4分级,0级无龟裂、≥3级不合格。
评价需关注“用户感知阈值”:ΔE*ab超3、光泽下降超20%均会影响用户体验,需严格控制。
常见失效模式与分析
测试中常见失效模式及原因:褪色(颜料耐光性差,如偶氮染料分解)、粉化(涂层树脂分子量低或抗氧剂失效)、开裂(材料耐候性差或注塑残留应力)、黏连(增塑剂迁移,如PVC中邻苯二甲酸酯)。
解决方法针对性调整:褪色换耐光颜料(酞菁蓝、氧化铁红),粉化提高树脂交联度,开裂用耐候级PP,黏连换低迁移增塑剂(柠檬酸酯)。
测试与实际使用的相关性验证
加速测试需通过相关性验证确保有效性:将加速测试样品与实际车辆使用样品对比,看老化指标是否一致。例如某企业1000小时加速测试(ISO 4892-2)的ΔE*ab为2.1,实际2年样品为1.9,差异<10%,说明测试能模拟实际老化。
加速因子(实际时间/加速时间)需长期积累调整:热带地区加速因子约20,温带约15。若测试与实际差异大(如加速ΔE*ab1.0、实际3.0),需调整测试条件(提高辐照度)或换标准。
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