一种模拟自然环境的人工加速老化试验方法及其应用与流程

技术特征：
1.一种模拟自然环境的人工加速老化试验方法，包括如下步骤：(1)监测待模拟地区的气象数据，所述气象数据包括太阳总辐照量、平均气温、平均地面温度、平均相对湿度、降水量和日照时数；(2)根据步骤(1)的气象数据确定人工加速老化试验参数，所述人工加速老化试验参数包括辐照强度、滤光镜组合、黑板温度、箱体温度、相对湿度和光照雨淋周期；(3)计算人工老化加速试验的时间，将产品置于步骤(2)确定的人工加速老化试验参数下进行人工加速老化试验。2.根据权利要求1所述的模拟自然环境的人工加速老化试验方法，其特征在于：步骤(3)中所述人工加速老化试验的时间的计算公式如公式1所示：公式1中，t
i
为人工加速老化试验的时间；h
g
为步骤(1)中的太阳辐照总量；r为温度修正系数；60％为波长范围在300～800nm的辐照量占总辐照量的百分数；e
i
为光谱波长范围在300～800nm的辐照强度。3.根据权利要求1所述的模拟自然环境的人工加速老化试验方法，其特征在于：步骤(2)中所述辐照强度不高于待模拟地区的大气太阳辐照强度的最高值；步骤(2)中所述黑板温度与待模拟地区的平均地面温度的差值为-10℃～10℃；步骤(2)中所述箱体温度与待模拟地区的平均气温的差值为-10℃～10℃；步骤(2)中所述相对湿度与待模拟地区的平均相对湿度的差值为-20％～20％；步骤(2)中所述光照喷淋周期依据待模拟地区的气候选择：当待模拟地区的气候环境类型属于湿热环境时，选择光照和喷水的组合；当待模拟地区的气候环境类型属于干热环境时，仅选择光照；优选地，步骤(2)中所述滤光镜组合为硅硼玻璃/硅硼玻璃。4.根据权利要求1～3中任一项所述的模拟自然环境的人工加速老化试验方法，其特征在于：步骤(1)中所述监测的时间≥1年；优选地，步骤(1)中所述待模拟地区为广东地区；优选地，步骤(3)中所述产品为高分子材料。5.一种产品寿命评估方法，包括权利要求1～4中任一项所述的模拟自然环境的人工加速老化试验方法的步骤。6.根据权利要求5所述的产品寿命评估方法，其特征在于，所述产品寿命评估方法还包括如下步骤：(4)在监测待模拟地区的气象数据的同时，对产品进行户外自然气候暴露试验，并且设置对照组，所述对照组的处理为：将产品保存于室内通风、干燥、不受光照的条件下；(5)计算不同处理下产品老化前后的关键性能指标的差值，然后根据不同处理下产品老化前后的关键性能指标的差值计算自然气候暴露与人工加速老化的相关系数；(6)步骤(3)中的产品按已设定的人工加速老化试验参数继续进行人工加速老化试验，直至产品的关键性能指标完全失效时停止试验，根据产品失效时的人工加速老化时间以及自然气候暴露与人工加速老化的相关系数计算产品失效时的自然气候暴露年数，即产品的寿命。
7.根据权利要求6所述的产品寿命评估方法，其特征在于：步骤(5)和步骤(6)中所述的关键性能指标包括色差、色泽、粉化、开裂和脱落。8.根据权利要求6所述的产品寿命评估方法，其特征在于：步骤(5)中所述相关系数的计算公式如公式2所示：公式2中，r
s
为相关系数；n为人工加速老化试验(x)和自然气候暴露试验(y)这两个因素各自的元素个数，即试验的产品重复数；di为两个因素(x、y)中每一个产品老化前后的关键性能指标的差值按升幂排序后xi、yi的排位数之间的差值。9.根据权利要求6所述的产品寿命评估方法，其特征在于：步骤(6)中所述失效为所述关键性能指标为四级以及四级以上。10.根据权利要求6所述的产品寿命评估方法，其特征在于：步骤(6)中所述产品的寿命的计算公式如公式3所示：公式3中，n
f
为产品失效时对应的自然气候暴露年数，即涂料使用寿命；t为产品失效时对应的人工加速老化试验所需时间；h
g
为自然气候暴露试验中的年平均太阳辐照总量；r为温度修正系数；60％为波长范围在300～800nm的辐照量占总辐照量的百分数；e
i
为光谱波长范围在300～800nm的辐照度。

技术总结
本发明属于加速老化试验技术领域，公开了一种模拟自然环境的人工加速老化试验方法及其应用。该方法，包括如下步骤：(1)监测待模拟地区的气象数据，所述气象数据包括太阳总辐照量、平均气温、平均地面温度、平均相对湿度、降水量和日照时数；(2)根据步骤(1)的气象数据确定人工加速老化试验参数，所述人工加速老化试验参数包括辐照强度、滤光镜组合、黑板温度、箱体温度、相对湿度和光照雨淋周期；(3)计算人工老化加速试验的时间，将产品置于步骤(2)确定的人工加速老化试验参数下进行人工加速老化试验。该方法操作简单，可以在实验室内有效模拟户外自然气候环境，更加快速有效地检测产品的老化性能，可应用于产品寿命的评估。可应用于产品寿命的评估。


技术研发人员：彭军 谢宇芳 杨育农
受保护的技术使用者：广州合成材料研究院有限公司
技术研发日：2021.03.26
技术公布日：2022/3/10