非金屬材料具有許多金屬材料所不具備的特性，如重量輕、易于加工成型、節(jié)約能源、物理化學性能好等。因此，隨著汽車輕量化的發(fā)展趨勢，非金屬材料在汽車中的使用逐漸增多。同時，由于汽車長期在戶外使用，在日曬雨淋的環(huán)境下，對車用非金屬材料的耐候性、耐老化性、耐腐蝕性要求較高。
目前汽車上使用的非金屬材料有三種:塑料、橡膠、油漆。影響這三類產(chǎn)品老化腐蝕的主要因素是光、熱、臭氧、濕度和空氣中的污染物。在多種因素的綜合作用下，容易發(fā)生化學反應，導致高分子材料老化，導致汽車零部件性能下降，甚至無法正常使用。
汽車非金屬材料的耐候性、耐老化性、耐腐蝕性因其對汽車整體性能的重要影響而受到國外品牌汽車主機廠的關(guān)注，但中國自主品牌汽車主機廠、國內(nèi)汽車零部件和汽車非金屬材料供應商的要求仍有待提高。
非金屬材料根據(jù)其在汽車上使用的種類和零部件不同，對耐候性、耐老化性、耐腐蝕性的要求也不同，相應的檢測標準也不同。目前我國汽車非金屬材料的標準主要有:QC/T 15-92《汽車塑料制品通用試驗方法》、QC/T 639-2000《客車門窗用橡膠密封條》、QC/T 484-1999《汽車漆面涂裝》和QC/T 17-1992《汽車零部件耐候試驗通則》。以及去年新發(fā)布的GB/T 32088-2015《汽車非金屬零件及材料氙燈加速老化試驗方法》和GB/T 31881-2015《汽車非金屬零件及材料紫外線加速老化試驗方法》。
下表比較了QC/T 15-92《汽車塑料制品通用試驗方法》、QC/T 639-2000《客車門窗橡膠密封條》、QC/T 484-1999《汽車涂料》和QC/T 17-1992《汽車零部件耐候性試驗通則》等汽車行業(yè)系列標準對汽車用非金屬材料耐候性和耐腐蝕性的要求。
儀表板(塑料) | 門窗用橡膠 | 車身涂層 | |
耐候性/光老化 | 54個月暴曬或680小時日照碳弧箱。 | 陽光碳弧箱300h | 暴露24個月 |
熱老化 | 100℃×4h | 70攝氏度×70小時 | |
臭氧老化 | 200 pphm拉伸20%，40℃×72h。 | ||
高低溫老化 | 100℃，15.5小時→( 23±5)℃, 30分鐘→(-30±2)℃, 7.5小時→(23±5)℃, 30分鐘 | ||
鹽霧腐蝕 | 標記樣板，中性鹽霧700小時 |
從上表可以看出，在五個檢測項目中，耐候性/光老化是汽車非金屬材料非常重要的檢驗項目，因為我國汽車行業(yè)標準大多是在2000年之前制定的，光老化多采用自然暴曬或碳弧箱測試。
耐候性/光老化
隨著材料質(zhì)量和檢測技術(shù)的提高，大眾對汽車材料的要求越來越高。我國自主品牌汽車和中外合資汽車企業(yè)基本都采用氙氣燈盒進行光老化試驗。由于我國汽車工業(yè)發(fā)展較晚，該領(lǐng)域的質(zhì)量要求和檢測規(guī)范相對缺乏，普通的非金屬材料耐候/光老化試驗方法不適合汽車工業(yè)。因此，2015年10月相關(guān)部門發(fā)布的GB/T 32088-2015《汽車非金屬零部件及材料氙燈加速老化試驗方法》明確規(guī)定了汽車內(nèi)外飾的試驗條件。
GB/T 32088-2015汽車內(nèi)外飾件試驗條件
物料類型 | 檢測方法 | 過濾器 | 輻照度/波長 | 測試周期 |
內(nèi)部裝飾零件 | A-1 | 窗玻璃過濾器 | (1.20±0.02)瓦/㎡/420納米 | 在黑板溫度89℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度62℃±2℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光照周期為3.8h |
在黑板溫度38℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度38℃±3℃，相對濕度95%±5%的實驗條件下，暗循環(huán)運行1小時； | ||||
A-2 | 窗玻璃過濾器 | (1.20±0.02)瓦/㎡/420納米 | 光照循環(huán)在黑板溫度100℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度65℃±3℃，相對濕度20%±10%的實驗條件下進行； | |
A-3 | 紫外線擴展濾光器 | (0.55±0.02)瓦/㎡/340納米 | 在黑板溫度89℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度62℃±2℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光照周期為3.8h | |
在黑板溫度38℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度38℃±3℃，相對濕度95%±5%的實驗條件下，暗循環(huán)運行1小時； | ||||
外部裝飾 | B-1 | 陽光 過濾器 | (0.55±0.02)瓦/㎡/340納米 | 在黑板溫度38℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度38℃±3℃，相對濕度95%±5%的實驗條件下，暗循環(huán)運行60min，正反兩面同時噴水； |
在黑板溫度70℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度47℃±3℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光照循環(huán)運行40min | ||||
在黑板溫度70℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度47℃±3℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光循環(huán)運行20min，同時噴灑正面水； | ||||
在黑板溫度70℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度47℃±3℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光照循環(huán)運行60min | ||||
B-2 | 陽光 過濾器 | (0.65±0.02)瓦/㎡/340納米 | 在黑標溫度90℃±2℃，箱內(nèi)空氣溫度50℃±2℃，相對濕度20%±10%的實驗條件下，進行光照循環(huán)； | |
B-3 | 紫外線擴展濾光器 | (0.55±0.02)瓦/㎡/340納米 | 在黑板溫度38℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度38℃±3℃，相對濕度95%±5%的實驗條件下，暗循環(huán)運行60min，正反兩面同時噴水； | |
在黑板溫度70℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度47℃±3℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光照循環(huán)運行40min | ||||
在黑板溫度70℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度47℃±3℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光循環(huán)運行20min，同時噴灑正面水； | ||||
在黑板溫度70℃±3℃，箱內(nèi)空氣溫度47℃±3℃，相對濕度50%±5%的實驗條件下，光照循環(huán)運行60min |
注:內(nèi)飾和外飾有三種測試方法，雙方可以約定使用其中一種。一般來說，建議采用A-1和B-1試驗方法。
國外標準
國外汽車品牌，尤其是美系、德系、日系汽車，對非金屬材料的耐候/光老化要求比國內(nèi)汽車企業(yè)更高，檢測技術(shù)和方法也相對成熟。
GB/T 32088-2015《汽車非金屬零件及材料氙燈加速老化試驗方法》在一定程度上參考了SAE J2412、SAE J2527、PV1303和PV 3929。
例如:
GB/T 32088-2015的試驗方法A-3與SAE J2412相似；
GB/T 32088-2015中的測試方法B-1也與SAE J2527中的測試方法非常相似。
GB/T 32088-2015和PV 1303中試驗方法A-2的要求基本沒有區(qū)別。
GB/T 32088-2015中的測試方法B-2與PV3929相反，多了濾光片，輻照度略有不同，溫度和循環(huán)條件一致。
日本和韓國對汽車非金屬材料的耐候/光老化要求不同，但基本一致，這里就不一一列舉了?？偟膩碚f都是根據(jù)各國的氣候條件制定合適的標準。
我國汽車非金屬材料的發(fā)展相對較晚。在質(zhì)量要求、檢測標準等方面研究和借鑒國外標準的基礎(chǔ)上，制定符合我國實際氣候條件的標準。