CN111208057B - 耐光性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种耐光性检测方法，步骤为：建立第一Lab值、紫外激光照射时长和紫外激光照射强度之间的对应关系；根据待测聚合物的耐光性要求，得到满足耐光性要求的检测参数，获取采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值，记为第二Lab值；得到检测时长和检测强度；采用检测时长和检测强度对待测聚合物进行紫外激光照射，获取紫外激光照射后待测聚合物的Lab值，记为第三Lab值；第三Lab值与第二Lab值进行比对，判定待测聚合物的耐光性是否合格。本发明将满足耐光性要求的检测参数转换为紫外激光照射的检测时长和检测强度，并对待测聚合物进行紫外激光照射，加速了光老化过程，缩短了检测时间，提高了检测效率。

Description

耐光性检测方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种耐光性检测方法。

背景技术

聚合物老化后，其表面色泽会发生较大变化，如常见的白化或黄化等问题，影响产品的效用，甚至引发严重的安全问题。通过聚合物耐光性检测可以剔除可能出现早期失效的潜在不合格产品。传统的聚合物耐光性检测一般采用太阳光照射或紫外氙灯照射，其检测耗时较长，效率较低，无法满足快速检测聚合物耐光性的要求。

发明内容

本发明的目的在于在进行耐光性检测，特别地在进行聚合物的耐光性检测的过程中，提供一种耐光性检测方法，以解决传统的聚合物耐光性检测耗时较长的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术手段如下：

一种耐光性检测方法，具有如下步骤：

采用紫外激光照射标准聚合物，记紫外激光照射后标准聚合物的Lab值为第一Lab值，建立第一Lab值、紫外激光照射时长和紫外激光照射强度之间的对应关系：

Lab_激光＝h(T_激光,I_激光)  (1)

其中，T_激光为所述紫外激光照射时长，I_激光为所述紫外激光照射强度，Lab_激光为所述第一Lab值；

根据待测聚合物的耐光性要求，得到满足所述耐光性要求的检测参数，获取采用所述检测参数进行检测后的所述标准聚合物的Lab值，记为第二Lab值；

令Lab_激光等于所述第二Lab值，并代入公式(1)，得到的T_激光作为检测时长，得到的I_激光作为检测强度；

采用所述检测时长和所述检测强度对所述待测聚合物进行紫外激光照射，获取紫外激光照射后所述待测聚合物的Lab值，记为第三Lab值；

所述第三Lab值与所述第二Lab值进行比对，判定所述待测聚合物的耐光性是否合格。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

上述耐光性检测方法，将满足耐光性要求的检测参数转换为紫外激光照射的检测时长和检测强度，并采用检测时长和检测强度对待测聚合物进行紫外激光照射，加速了聚合物的光老化过程，进而缩短了检测时间，提高了检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中耐光性检测方法的流程图。

图2为一个实施例中紫外激光检测设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的耐光性检测方法用于聚合物的耐光性检测，尤其用于聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)等常见聚合物材料及其合金或改性聚合物材料的耐光性检测；当然在本发明的其他实施例中，该耐光性检测方法还能够用于对其他材料进行耐光性检测，此处不作唯一限定。

如图1所示，一种耐光性检测方法，具有如下步骤：

S1、采用紫外激光照射标准聚合物。记紫外激光照射后标准聚合物的Lab值为第一Lab值。建立第一Lab值、紫外激光照射时长和紫外激光照射强度之间的对应关系：

Lab_激光＝h(T_激光,I_激光)(1)

其中，T_激光为紫外激光照射时长。I_激光为紫外激光照射强度。Lab_激光为第一Lab值。

具体地，紫外激光照射标准聚合物的具体步骤如下：

制备标准聚合物：切取规格为8mm×8mm的标准聚合物试块。试块厚度依产品或者实际需求，尽量控制在5mm以内。试块整体状态应与实际产品一致，得到标准聚合物。

紫外激光照射：将标准聚合物置于紫外激光照射范围。对标准聚合物进行紫外激光照射。控制紫外激光照射时长和紫外激光照射强度。得到不同紫外激光照射时长和紫外激光照射强度照射后的标准聚合物。即得到紫外激光照射后的标准聚合物。

Lab值测试：用色差仪测得不同紫外激光照射时长和紫外激光照射强度照射后的标准聚合物的Lab值，建立公式(1)。

具体地，记紫外激光照射时长为T_激光0、T_激光1、T_激光2、T_激光3、T_激光4、T_激光5、……、T_激光n，记紫外激光照射强度为I_激光0、I_激光1、I_激光2、I_激光3、I_激光4、I_激光5、……、I_激光n，并用色差仪测得不同紫外激光照射时长和紫外激光照射强度照射后的标准聚合物的Lab值。其中，I_激光0为未照射，其紫外激光照射强度为零(W/m²)。T_激光0为未照射，其紫外激光光照时长为零(s)。

本实施例中，紫外激光照射时长为0s、0.2s、0.4s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s、1.4s、1.6s、1.8s、2.0s、2.2s。紫外激光照射强度为0W·m^-2、2W·m^-2、5W·m^-2、9W·m^-2、14W·m^-2、18W·m^-2、25W·m^-2、32W·m^-2、38W·m^-2、43W·m^-2、50W·m^-2。

S2、根据待测聚合物的耐光性要求，得到满足耐光性要求的检测参数，获取采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值，记为第二Lab值。

一实施方式中，耐光性要求为对待测聚合物进行耐自然光照性能检测时的自然光照射时长要求，检测参数为自然光照射时长要求的自然光照射时长。

获取采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值的方式为：

建立自然光照射时长与耐自然光照性能检测后的标准聚合物的Lab值之间的对应关系：

Lab_自然光＝f(T_自然光)  (2)

其中，T_自然光为自然光照射时长，Lab_自然光为耐自然光照性能检测后的标准聚合物的Lab值；

将自然光照射时长要求的自然光照射时长代入公式(2)，得到的Lab_自然光即为采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值。

具体地，耐自然光照性能检测的具体步骤如下：

制备标准聚合物：切取规格为8mm×8mm的标准聚合物试块。试块厚度依产品或者实际需求，尽量控制在5mm以内。试块整体状态应与实际产品一致，得到标准聚合物。

自然光照射：将标准聚合物置于自然光照环境下。对标准聚合物进行自然光照射。控制自然光照射时长。得到不同自然光照射时长的标准聚合物。即得到耐自然光照性能检测后的标准聚合物。

Lab值测试：用色差仪测得不同自然光照射时长照射后的标准聚合物的Lab值，建立公式(2)。

具体地，记自然光照射时长为T_自然光0、T_自然光1、T_自然光2、T_自然光3、T_自然光4、T_自然光5、……、T_自然光n，并用色差仪测得各自然光照射时长照射后的标准聚合物的Lab值。其中，T_自然光0为未光照，其光照时长为零(d)。

本实施例中，自然光的照射时长为0d、10d、30d、70d、100d、130d、170d、210d、260d、310d、380d、430d、…、730d。

另一实施方式中，耐光性要求为对待测聚合物进行耐紫外氙灯光照性能检测时的紫外氙灯光照射时长和紫外氙灯光照射强度要求，检测参数为紫外氙灯光照射时长和紫外氙灯光照射强度要求的紫外氙灯光照射时长、紫外氙灯光照射强度。

获取采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值的方式为：

建立紫外氙灯光照射时长、紫外氙灯光照射强度与耐紫外氙灯光照性能检测后的标准聚合物的Lab值之间的对应关系：

Lab_紫外氙灯＝g(T_紫外氙灯,I_紫外氙灯)  (3)

其中，T_紫外氙灯为紫外氙灯照射时长，I_紫外氙灯为紫外氙灯照射强度，Lab_紫外氙灯为耐紫外氙灯光照性能检测后的标准聚合物的Lab值；

将紫外氙灯光照射时长和紫外氙灯光照射强度要求的紫外氙灯光照射时长、紫外氙灯光照射强度代入公式(3)，得到的Lab_紫外氙灯即为采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值。

具体地，耐紫外氙灯光照性能检测的具体步骤如下：

制备标准聚合物：切取规格为8mm×8mm的标准聚合物试块。试块厚度依产品或者实际需求，尽量控制在5mm以内。试块整体状态应与实际产品一致，得到标准聚合物。

紫外氙灯光照射：将标准聚合物置于紫外氙灯光照射范围。对标准聚合物进行紫外氙灯光照射。控制紫外氙灯照射时长和紫外氙灯照射强度。得到不同紫外氙灯照射时长和紫外氙灯照射强度的标准聚合物。即得到耐紫外氙灯光照性能检测后的标准聚合物。

Lab值测试：用色差仪测得不同紫外氙灯照射时长和紫外氙灯照射强度照射后的标准聚合物的Lab值，建立公式(3)。

具体地，记紫外氙灯的照射时长为T_{紫外氙灯0}、T_{紫外氙灯1}、T_{紫外氙灯2}、T_{紫外氙灯3}、T_{紫外氙灯4}、T_{紫外氙灯5}、……、T_{紫外氙灯n}，记紫外氙灯的照射强度为I_{紫外氙灯0}、I_{紫外氙灯1}、I_{紫外氙灯2}、I_{紫外氙灯3}、I_{紫外氙灯4}、I_{紫外氙灯5}、……、I_{紫外氙灯n}，并用色差仪测得各紫外氙灯的照射时长和紫外氙灯的照射强度照射后的标准聚合物的Lab值。其中，I₀为未照射，其照射强度为零(W/m²)。T₀为未照射，其光照时长为零(h)。

本实施例中，紫外氙灯照射时长为0h、10h、20h、40h、60h、80h、100h、120h、140h、150h、160h、180h。紫外氙灯照射强度为0W·m^-2、0.1W·m^-2、0.2W·m^-2、0.3W·m^-2、0.4W·m^-2、0.5W·m^-2、0.6W·m^-2、0.7W·m^-2、0.8W·m^-2、0.9W·m^-2、1.0W·m^-2。

同一材质制成的标准聚合物，当其耐自然光照、耐紫外氙灯照射和耐紫外激光照射后，具有相近Lab值时，其光老化程度也相近。即可通过测试标准聚合物的Lab值而得知标准聚合物所耐受的自然光照时长或耐受的紫外氙灯照射时长和紫外氙灯照射强度，又或是耐受的紫外激光照射时长和紫外激光照射强度。同理，同一材质制成的标准聚合物，采用不同的光照性能检测后，测得Lab值，对比各自的Lab值即可知该光照性能检测相对另外两种光照性能检测的光强或(和)时长。

S3、令Lab_激光等于第二Lab值，并代入公式(1)，得到的T_激光作为检测时长，得到的I_激光作为检测强度；即得到与第二Lab值相等的第一Lab值所对应的紫外激光照射时长，记为检测时长，得到与第二Lab值相等的第一Lab值所对应的紫外激光照射强度，记为检测强度。

S4、采用检测时长和检测强度对待测聚合物进行紫外激光照射，获取紫外激光照射后待测聚合物的Lab值，记为第三Lab值。

本实施例中，待测聚合物的尺寸与基准聚合物试块一致。例如，以PVC塑料窗为例，待测聚合物的材质为PVC，切取规格为8mm×8mm的PVC塑料窗试块，试块厚度依产品或者实际需求，尽量控制在5mm以内，试块整体状态应与实际产品一致，得到待测聚合物。PVC塑料窗的耐光性要求为按GB3681，暴晒两年后。得到自然光照射时长T_自然光＝730d。代入公式(2)，得到Lab_自然光即为采用检测参数进行检测后的标准聚合物的Lab值，即第二Lab值。令Lab_激光等于第二Lab值，并代入公式(1)，得到的T_激光作为检测时长，得到的I_激光作为检测强度。采用上述检测时长和上述检测强度对待测聚合物进行紫外激光照射。具体地，将待测聚合物置于紫外激光照射范围，对待测聚合物进行紫外激光照射，紫外激光照射时长和紫外激光照射强度按上述检测时长和上述检测强度进行设定。照射完成后，通过色差仪测得此时待测聚合物的Lab值，记为第三Lab值。

S5、第三Lab值与第二Lab值进行比对，判定待测聚合物的耐光性是否合格：

当第三Lab值的位置比第二Lab值的位置较靠前或位于第二Lab值的位置附近时，则待测聚合物的耐光性合格；

当第三Lab值的位置比与第二Lab值的位置较靠后时，则待测聚合物的耐光性不合格。

需要说明的是，第一Lab值和第二Lab值针对一种聚合物材料只需测试一次即可重复使用因此在得到该数据后，再次检测该种聚合物材料的耐光性只需进行步骤S3至步骤S5即可。

为了实现上述技术方案，本发明提供了一种紫外激光检测设备100。如图2所示，紫外激光检测设备100，包括激光器110、扩束镜120、振镜系统130、载样平台140、色差仪150和控制系统160。具体地，紫外激光通过激光器110发出。经过扩束镜120和振镜系统130后照射在载样平台140上。其中，扩束镜120用于扩束由激光器110发出的紫外激光的直径。振镜系统130用于将经扩束后的紫外激光定位在载样平台140上。载样平台140用于承载标准聚合物和待测聚合物。载样平台140保证标准聚合物和待测聚合物在紫外激光照射时对整个紫外激光检测设备100无相对位移。

激光器110产生的紫外激光经扩束镜120扩束和振镜系统130控制偏转后照射到标准聚合物/待测聚合物上，从而对标准聚合物/待测聚合物进行光老化。标准聚合物/待测聚合物被紫外激光照射后，由色差仪150测得Lab值。控制系统160负责整个系统的运行和控制。具体的，激光器110和振镜系统130通过控制系统160控制。控制系统160用于控制激光器110发出的紫外激光照射时长和紫外激光照射强度。控制系统160用于控制振镜系统130将经扩束后的紫外激光定位在载样平台140上。

本实施例中，激光器110用于提供紫外光源。该光源为聚合物材料光老化的能量来源。激光器110为紫外纳秒激光器110。激光器110的脉宽为10ns-200ns。激光器110的脉冲频率为10kHz-200kHz。激光器110的平均输出功率为0.1W-10.0W。扩束镜120为伽利略式扩束镜120。扩束镜120的扩束倍数为3倍-10倍。

通过激光器110发出的紫外激光对待测聚合物进行照射，控制紫外激光照射时长和紫外激光照射强度，可以模拟聚合物材料光老化过程，加速聚合物材料的老化，缩短老化时间。聚合物材料在光老化后会发生色泽变化，通过色差仪150可得到聚合物材料在光老化后其色泽的变化程度。因此可做到快速检测聚合物材料的耐光性是否合格。对产品配方的研发及生产、行业标准的制定具有重要的指导意义。解决了自然光老化或者紫外氙灯老化耗时长的问题，极大的提高了检测速度，提升了生产研发效率。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种耐光性检测方法，其特征在于，具有如下步骤：

采用紫外激光照射标准聚合物，记紫外激光照射后标准聚合物的Lab值为第一Lab值，建立第一Lab值、紫外激光照射时长和紫外激光照射强度之间的对应关系：

Lab_激光＝h(T_激光,I_激光)  (1)

其中，T_激光为所述紫外激光照射时长，I_激光为所述紫外激光照射强度，Lab_激光为所述第一Lab值；

根据待测聚合物的耐光性要求，得到满足所述耐光性要求的检测参数，获取采用所述检测参数进行检测后的所述标准聚合物的Lab值，记为第二Lab值；

令Lab_激光等于所述第二Lab值，并代入公式(1)，得到的T_激光作为检测时长，得到的I_激光作为检测强度；

采用所述检测时长和所述检测强度对所述待测聚合物进行紫外激光照射，获取紫外激光照射后所述待测聚合物的Lab值，记为第三Lab值；

所述第三Lab值与所述第二Lab值进行比对，判定所述待测聚合物的耐光性是否合格。

2.根据权利要求1所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述耐光性要求为对所述待测聚合物进行耐自然光照性能检测时的自然光照射时长要求，所述检测参数为所述自然光照射时长要求的自然光照射时长。

3.根据权利要求2所述的耐光性检测方法，其特征在于，获取采用所述检测参数进行检测后的所述标准聚合物的Lab值的方式为：

建立自然光照射时长与耐自然光照性能检测后的所述标准聚合物的Lab值之间的对应关系：

Lab_自然光＝f(T_自然光) (2)

其中，T_自然光为所述自然光照射时长，Lab_自然光为耐自然光照性能检测后的所述标准聚合物的Lab值；

将所述自然光照射时长要求的自然光照射时长代入公式(2)，得到的Lab_自然光即为采用所述检测参数进行检测后的所述标准聚合物的Lab值。

4.根据权利要求1所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述耐光性要求为对所述待测聚合物进行耐紫外氙灯光照性能检测时的紫外氙灯光照射时长和紫外氙灯光照射强度要求，所述检测参数为所述紫外氙灯光照射时长和紫外氙灯光照射强度要求的紫外氙灯光照射时长、紫外氙灯光照射强度。

5.根据权利要求4所述的耐光性检测方法，其特征在于，获取采用所述检测参数进行检测后的所述标准聚合物的Lab值的方式为：

建立紫外氙灯光照射时长、紫外氙灯光照射强度与耐紫外氙灯光照性能检测后的所述标准聚合物的Lab值之间的对应关系：

Lab_紫外氙灯＝g(T_紫外氙灯,I_紫外氙灯) (3)

其中，T_紫外氙灯为所述紫外氙灯照射时长，I_紫外氙灯为所述紫外氙灯照射强度，Lab_紫外氙灯为耐紫外氙灯光照性能检测后的所述标准聚合物的Lab值；

将所述紫外氙灯光照射时长和紫外氙灯光照射强度要求的紫外氙灯光照射时长、紫外氙灯光照射强度代入公式(3)，得到的Lab_紫外氙灯即为采用所述检测参数进行检测后的所述标准聚合物的Lab值。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述第三Lab值与所述第二Lab值进行比对，具体指：

当所述第三Lab值的位置比所述第二Lab值的位置较靠前或位于所述第二Lab值的位置附近时，则所述待测聚合物的耐光性合格；

当所述第三Lab值的位置比与所述第二Lab值的位置较靠后时，则所述待测聚合物的耐光性不合格。

7.根据权利要求6所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述紫外激光通过激光器发出，经过扩束镜和振镜系统后照射在载样平台上；

其中，所述扩束镜用于扩束由所述激光器发出的紫外激光的直径，所述振镜系统用于将经扩束后的所述紫外激光定位在所述载样平台上。

8.根据权利要求7所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述激光器为紫外纳秒激光器，脉宽为10ns-200ns，脉冲频率为10kHz-200kHz，平均输出功率为0.1W-10.0W。

9.根据权利要求8所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述扩束镜为伽利略式扩束镜，其扩束倍数为3倍-10倍。

10.根据权利要求9所述的耐光性检测方法，其特征在于，所述激光器和所述振镜系统通过控制系统控制；

所述控制系统用于控制所述激光器发出的紫外激光照射时长和紫外激光照射强度；

所述控制系统用于控制所述振镜系统将经扩束后的所述紫外激光定位在所述载样平台上。

Images