第7卷第1期2024年2月
Vol.7 No.1
Feb. 2024汽车与新动力
AUTOMOBILE AND NEW POWERTRAIN
汽车玻璃遮阳膜氙灯老化试验与户外曝晒测试的
差异性分析
宋元
（上海建科检验有限公司，上海 201100）
摘要：汽车玻璃遮阳膜可以起到隔热、防晒等作用，备受汽车消费者青睐。由于此类产品容易受到环境影响，使用数年后往往会出现性能衰减，用户投诉较多。为助力产品抗老化可靠性研究，提升产品质量，对此类产品在实验室环境下的氙灯老化及户外曝晒2种测试方法结果进行对比，研究了汽车玻璃遮阳膜氙灯老化和户外曝晒的相关性及机理，并对测试方法及细节提供了建议。
关键词：汽车玻璃遮阳膜；氙灯老化试验；户外曝晒试验；相关性
0　前言
汽车玻璃遮阳膜是一种塑料薄膜制品，多为聚酯薄膜，它通过本体染、紫外线吸收剂注入、镀膜、涂布、复合等生产工艺制成［1］。这种材料因为出的隔热、防晒作用，备受消费者青睐。汽车玻璃遮阳膜对汽车怠速制冷的影响较为明显，可降低能耗，有助于节能环保［2］。但汽车玻璃遮阳膜经过长时间曝晒，在使用数年后往往发生性能衰减，这也成了众多消费者担心的问题。针对这个问题，行业内普遍采用了户外曝晒和氙灯老化2种测试方案来验证汽车玻璃遮阳膜的抗光老化能力。
户外曝晒试验是直接将样品暴露于自然环境中，使试样受各种大气因素的综合作用，评估产品的抗光老化能力［3］。该试验方案能充分验证产品在真实使用下的防晒隔热性能保持能力，但测试时间长，很难满足企业新品研发周期需求。氙灯老化试验是通过环境模拟设备测试产品性能衰减的一种方法，可通过对阳光辐射、环境温度等控制，实现加速老化效果。该方法可以通过数百小时的测试，模拟若干时长的自然环境，是一种经济性很高的测试方法。
自然使用的状态有多种，氙灯老化的测试方案也有差异，因此到户外曝晒和氙灯老化这2种测试方案的相关性，对助力产品研发尤为关键。为此，本文设计了一种试验方案，即通过设计产品的典型使用工况以及常用的2种氙灯老化测试方法，测试汽车玻璃遮阳膜试验前后的光学性能，分析2种方案的相关性，并根据测试结果提出一些建议。
1　试验方案
1.1　户外曝晒
试验时间为1.5 a，分别测试样品在0.5 a、1.0 a、1.5 a时汽车玻璃遮阳膜的光学性能。每组测试3件样品，测试划分为2种典型环境：① 有遮阳棚，特点是光照强度低、不经受雨淋；② 无遮阳棚，特点是光照强度高、经受雨淋。户外曝晒场地选择在上海金山工业区，此区域临近海边，并且位于开阔的楼顶，可以充分获得阳光和雨水。
1.2　氙灯老化
试验时间为600 h，分别测试样品在200 h、400 h、600 h时的可见光透射比和紫外线透射比。每组测试3件样品，测试条件划分为：① GA/T 744—2013 《汽车车窗玻璃遮阳膜》条件，即辐照度0.55 W/m2@340 nm、黑标温度63 ℃、箱体温度38 ℃、无喷淋［4］；② GB/T 1865—2009 《漆和清漆人工气
作者简介：宋元（1991—），男，硕士，工程师，主要研究方向为材料老化检测技术研究。检测技术
第7卷
汽 车 与 新 动 力候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》条件，即辐照度0.55 W/m 2@340 nm 、黑标温度63 ℃、箱体温度
38 ℃、有喷淋（喷淋18 min 后停喷102 min ）［5］。试验
台架及样品试验中的状态见图1。
2　试验结果及分析
影响汽车玻璃遮阳膜使用体验的2项关键指标是可见光透射比和紫外线透射比。可见光透射比越大，透明度越好，能提供更好的驾驶视线；紫外线透射比是指透射的紫外线光谱辐射通量与入射的紫外线光谱辐射通量的比值，由于太阳光中的紫外线对皮肤和内饰表面有损害，因此该参数越小越好。
2种方案的测试数据结果统计见表1、表2。
由表1、表2可见：户外曝晒、有遮阳条件下的测试结果与GA/T 744—2013氙灯老化的测试结果相关性较好；户外曝晒、无遮阳条件下的测试结果与GB/T 1865—2009氙灯老化的测试结果有一定相关性。分析表1、表2数据可得以下结论。
（1） 紫外线能量会影响遮阳膜的光学性能。紫外线能量会破坏有机材料的主链结构。遮阳膜的主链敏感吸收带都位于紫外线段，并且制膜时残余的催化剂和运输时产生的杂质也会吸收紫外线，而氙灯老化可以通过氙灯光源模拟出290~800 μm 波段，覆盖了紫外线段，因此能与户外曝晒方案呈现出相关性。
（2） 环境温度及湿度会影响遮阳膜的光学性能。升高温度会使膜材料中的分子运动更加猛烈，一旦分子动能强于其化学键的离解能，分子链就会热降解。针对升高温度对遮阳膜的影响，在实验室环境下，基于GA/T 744—2013测试方案，通过调整箱体温度进行了进一步验证。在验证试验中，将箱体温度分别设定为26 ℃、30 ℃、34 ℃，并与箱体温度为38 ℃时的数据进行对比，结果见表3。
此外，湿度对膜材料的影响是因为水可以使材料发生溶胀或溶解，导致分子间作用力转变，
无法
图1　测试台架及样品测试中的状态
表1　遮阳膜户外曝晒数据结果统计
样品编号
1
2
34
5
6
遮阳棚
有
有
有
无
无
无
试验时间/a
0.5
1.01.50.5
1.01.50.5
1.01.50.5
1.01.50.5
1.01.50.5
1.01.5
可见光
透射比/%16.8817.0318.4417.8818.27
19.0517.0818.02
18.6818.8919.2620.2419.26
20.1821.4020.0020.76
21.24紫外线透射比/%0.110.110.130.130.140.150.140.140.140.200.190.200.200.21
雷朋汽车防爆膜
0.220.190.200.21表2　遮阳膜氙灯老化数据结果统计
样品
编号7
89101112执行标准
GA/T 744—2013
GA/T 744—2013
GA/T 744—2013
GB/T 1865—2009
GB/T 1865—2009
GB/T 1865—2009
试验时间/
h
200400600200
400600200
400600200
400600200
400600200
400600
可见光透射比/%17.0017.4818.04
17.0217.6818.1917.0517.8718.2819.0019.0519.8518.9719.5820.8518.0118.9919.99紫外线透射比/%0.110.11
0.120.120.130.140.130.130.140.140.140.150.160.150.170.160.160.1770
第1期宋元：汽车玻璃遮阳膜氙灯老化试验与真实户外曝晒的差异性分析
保证其初始聚集态结构。氙灯老化是通过模拟与自然环境相近的气候环境，达到与户外曝晒相近的测试结果。从测试数据也能发现，样品在有无遮阳状态下的光学性能衰减不一。
（3）辐照量会影响遮阳膜的光学性能。太阳辐射总能量是指在一段时间内样品表面单位面积累计接收到的辐射能量，它将直接影响材料的老化。上海属于亚热带气候，年太阳辐射总能量为3 300~5 800 MJ/m2［6］。根据氙灯老化设备表显
总能量，测试600 h的辐射总能量为9 000 MJ/m2，二者的辐射总能量相近。
（4）测试样品的台架情况的影响。对比发现户外曝晒、无遮阳条件下的测试结果与GB/T 1865—2009氙灯老化的测试结果有一定相关性，但相关性不及户外曝晒、有遮阳条件下的测试结果与GA/T 744—2013氙灯老化的测试结果的强相关性。由此判断这是受样品的台架因素的影响。汽车玻璃遮阳膜粘贴于玻璃的内侧，测试中，玻璃面朝上进行测试。在实验室环境中，测试台架采用的是排水性较好的钢板，因此在喷淋状态下，膜面部分的水更容易挥发或者排出。但本次试验用的户外曝晒测试台架采用了木制结构，它的吸水性比钢板好，因此膜面部分更容易聚集雨水或者露水。由于水分会对汽车玻璃遮阳膜的黏连状态造成不可逆影响，进而造成光学性能的变化，未来应针对这个问题进行改进。
3　结语
氙灯老化试验已经被广泛应用于各种材料的光老化性能测试，它作为户外曝晒试验的重要补充，可以帮助评估了产品的自然老化能力。针对上海地区，户外曝晒、有遮阳条件下的测试结果与GA/T 744—2013氙灯老化的测试结果相关性较好，户外曝晒、无遮阳条件下的测试结果与GB/T 1865—2009氙灯老化的测试结果有一定相关性。但仍需要关注的是氙灯老化相比于户外曝晒的测试结果偏好，这是源于氙灯老化测试模拟的是光照、温度、湿度，但无法模拟大气环境中的空气腐蚀（比如酸雨）、灰尘、低温环境等，这些对样品的老化也会造成影响。建议未来进行此类评估时，可以增加冷凝水测试、中性盐雾测试、高低温测试等，通过这些数据辅助验证产品真实抗老化能力。
参考文献
［1］张红，陆洪凯，王文高，等.汽车玻璃用贴膜光学性能抗老化试验研究[J].玻璃,2012(9):
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境工程,2022(7):137-141.
［4］中华人民共和国公安部.汽车车窗玻璃遮阳膜:GA/T 744—2013[S].北京：中国标准出版
社,2013.
［5］中国石油和化学工业协会.漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氨弧辐射:
GB/T 1865—2009[S].北京：中国标准出版社,
2010.
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70-72.
表3　不同温度对遮阳膜光学性能的影响
样品编号
7
8
9
13
14
15
16
17
18
19
20
21试验温度/℃
38
38
38
34
34
34
30
30
30
26
26
26
可见光
透射比/%
18.04
18.19
18.28
19.00
18.87
19.08
19.40
19.57
19.48
21.00
21.16
21.04
紫外线
透射比/%
0.12
0.14
0.14
0.18
0.19
0.19
0.20
0.20
0.19
0.21
0.23
0.22
71