So bewerten Sie die Witterungsbeständigkeit von UV-beständigen Kunststoffen: Prüfnormen, Schlüsselindikatoren und Auswahlhilfe
Der Witterungsgrad eines UV-beständigen Kunststoffs kann nicht allein anhand der Angabe „UV-beständig“ beurteilt werden. Eine zuverlässige Bewertung sollte Folgendes kombinieren:
Zusammenfassung der Beschaffung
Der Witterungsgrad eines UV-beständigen Kunststoffs kann nicht allein anhand der Angabe „UV-beständig“ beurteilt werden. Eine zuverlässige Bewertung sollte Folgendes kombinieren:
Vergleichen Sie für die Materialauswahl die breitere UVbeständige Kunststoffe Plattform mit DGK-ABS R165UV UV-beständiges ABS wenn das Zielteil eine Beibehaltung des äußeren Erscheinungsbilds, eine Beibehaltung der Schlagfestigkeit nach der Alterung und eine validierte Spritzgießenleistung erfordert.
Alterungsteststandard; Belichtungszeit oder Energie; Farbunterschied; Glanzerhaltung; Beibehaltung der Schlagfestigkeit; Beibehaltung der Zugeigenschaften; Risse oder Kreidung der Oberfläche; Echter Fall- oder Montagetest nach Alterung.
Für Käufer ist die praktischste Frage nicht: „Wie viele Jahre hält dieser Kunststoff im Freien?“ Die bessere Frage ist:
Nach welchem Alterungsstandard wurde es getestet? Wie viele Stunden oder wie viel Belichtungsenergie? Welche Eigenschaft blieb nach der Alterung erhalten? Wurde der Test an einem Standardmuster oder einem endgültigen Formteil durchgeführt? Welche Farbe und Wandstärke wurden getestet? Handelt es sich um eine Anwendung im Halb-Außenbereich, im Langzeit-Außenbereich, im Automobil-Außenbereich, in Elektrogehäusen oder im Außenbereich in kalten Regionen?
Ein Material mit guter anfänglicher Schlagzähigkeit kann im Freien dennoch versagen, wenn seine Schlagfestigkeit nach der Alterung schlecht ist. Ein Material, das seine Farbe behält, aber spröde wird, ist ebenfalls kein geeignetes Material für den Außenbereich.
1. Was bedeutet eigentlich „Bewitterungsklasse“?
Bei der technischen Auswahl bedeutet Witterungsbeständigkeit normalerweise die Fähigkeit des Materials, sein Aussehen und seine mechanische Leistung nach Sonneneinstrahlung, Sauerstoff, Hitze, Feuchtigkeit und Temperaturwechseln beizubehalten.
Der entscheidende Punkt ist die Beibehaltung, nicht der Anfangswert.
Wichtige Indikatoren sind:
Farbunterschied nach Alterung, üblicherweise ausgedrückt als ΔE; Glanzerhaltung; Oberflächenkreidung; Oberflächenrisse; Kerbschlagsicherung; Beibehaltung der Zugfestigkeit; Dehnungserhaltung; Falltest nach Alterung; Schraubbolzen- oder Rastsicherheit nach Alterung.
Bei Teilen für den Außenbereich sollte die endgültige Beurteilung sowohl auf der Beibehaltung des Aussehens als auch auf der mechanischen Beständigkeit basieren.
2. Allgemeine Bewitterungsteststandards
2.1 Xenon-Lichtbogenalterung
Gemeinsame Standards:
ISO 4892-2; ASTM G155.
Durch die Alterung des Xenon-Lichtbogens wird das Vollspektrum-Sonnenlicht besser simuliert. Es wird häufig für Automobil-Außenteile, Outdoor-Gehäuse, farbige Teile und Produkte verwendet, bei denen es auf die Beibehaltung von Farbe und Glanz ankommt.
Typische Auswertung:
ΔE Farbunterschied; Glanzerhaltung; Oberflächenrisse; Auswirkung nach Alterung; Aussehensvergleich.
2.2 Fluoreszierende UV Alterung
Gemeinsame Standards:
ISO 4892-3; ASTM G154.
Die fluoreszierende UV-Alterung wird häufig zum Vergleich der UV-Resistenz zwischen Formulierungen verwendet. Dies kommt häufig bei der Materialentwicklung, bei der Kunststoffabschirmung im Außenbereich und beim Qualitätsvergleich vor.
Typische Auswertung:
Vergilbung; Oberflächenkreidung; Glanzverlust; Schlagfestigkeit; Tendenz zur Rissbildung.
2.3 Außenbewitterungstest
Die Exposition im Freien kommt der tatsächlichen Nutzung näher, dauert jedoch länger und wird vom Klima, der Jahreszeit, dem Winkel, der Luftfeuchtigkeit, der Umweltverschmutzung und dem Standort beeinflusst.
Es ist nützlich für:
Baustoffe; Elektrogehäuse für den Außenbereich; Gartengeräte; landwirtschaftliche Teile; Abdeckungen für Ladegeräte; langlebige Outdoor-Produkte.
2.4 UL 746C f1 / f2 Richtung
Für einige elektrische Kunststoffteile können die Eignungsbewertungen nach UL 746C für den Außenbereich relevant sein.
In vereinfachter Kaufsprache:
f1 weist im Allgemeinen auf eine bessere Eignung sowohl für UV als auch für Wassereinwirkung hin; f2 weist auf eine eingeschränktere Eignung für die Außenbelichtung hin.
Dies sollte die Prüfung auf Produktebene nicht ersetzen, ist aber für elektrische Gehäuse und zertifizierte Komponenten nützlich.
3. Wie man die Alterungsstunden richtig liest
Viele Lieferanten sagen „500 Stunden getestet“ oder „1000 Stunden getestet“, aber Alterungsstunden allein reichen nicht aus.
Sie müssen Folgendes bestätigen:
Prüfstandard; Lampentyp; Bestrahlungsstärke; Temperatur des schwarzen Panels; Wassersprüh- oder Kondensationszyklus; Musterfarbe; Probendicke; Eigenschaft nach Alterung geprüft.
Beispielsweise stellen 1000 Stunden unter unterschiedlichen Standards oder unterschiedlichen Bestrahlungsstärkeeinstellungen möglicherweise nicht den gleichen Schweregrad dar.
Eine professionelle Spezifikation sollte vermeiden, nur „1000 Stunden UV Beständigkeit“ zu sagen. Es sollte die Methode und die Akzeptanzkriterien festlegen.
Bessere Formulierung:
Nach ISO 4892-2 Xenonlichtbogenalterung für die vereinbarte Belichtungsbedingung, ΔE ≤ Zielwert, Glanzbeständigkeit ≥ Zielwert und Kerbschlagbeständigkeit ≥ Zielwert.
4. Wichtige Bewertungsindikatoren
| Indikator | Was es zeigt | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|
| ΔE Farbunterschied | Farbveränderung nach Alterung | Wichtig für optische Teile |
| Glanzerhaltung | Stabilität des Oberflächenglanzes | Wichtig für Gehäuse und Abdeckungen |
| Kreiden | Oberflächenpudern | Zeigt eine Oberflächenverschlechterung an |
| Knacken | Oberflächen- oder Strukturalterung | Fehlermodus mit hohem Risiko |
| Schlagfestigkeit | Zähigkeit nach Alterung | Wichtiger als der anfängliche Aufprall für Außenteile |
| Zugfestigkeit | Stärke nach dem Altern | Wichtig für Strukturteile |
| Dehnungserhaltung | Sprödigkeitsänderung | Hilft bei der Beurteilung der Alterungsversprödung |
| Falltest nach Alterung | Echte Wohnsicherheit | Nützlich für Abdeckungen und Werkzeugschalen |
| Schraubendomtest nach der Alterung | Zuverlässigkeit der Montage | Wichtig für Gehäuse |
| Dimensionsstabilität | Verzug nach Alterung | Wichtig bei großen Teilen |
Ein UV-beständiges Material sollte nicht akzeptiert werden, nur weil die Farbe stabil aussieht. Auch die mechanische Retention muss überprüft werden.
5. Vergleich der Bewitterung auf Materialebene
| Material | Verwitterungsrichtung | Auswahlnotizen |
|---|---|---|
| PP | Benötigt UV Stabilisierung | Gute Kosten, aber Oxidation und Schlagverlust müssen kontrolliert werden |
| ABS | Erfordert eine starke UV-Modifikation | Gute Wirkung und gutes Aussehen, aber gewöhnliches ABS altert im Freien schneller |
| ASA | Besser witterungsbeständiges Fundament | Bevorzugt für langfristige farbige Teile im Außenbereich |
| PC/ABS | Gutes Gehäusematerial | Erfordert ein ausgewogenes Verhältnis von UV, Schlagfestigkeit, Hitze und Flammschutz |
| PC | Gute Wirkung, transparente Option | Vergilbung und Spannungsrisse müssen überprüft werden |
| PA6 / PA66 | Gute Stärke | UV, Feuchtigkeit, Wärmealterung und Schlagfestigkeit müssen gemeinsam getestet werden |
| POM | Gutes Dimensions- und Verschleißverhalten | Die Stabilität im Freien erfordert eine spezielle Formulierung |
| TPU / TPE | Flexible Systeme | UV Alterung muss mit Elastizitätserhalt geprüft werden |
Für eine langfristige Farbstabilität im Außenbereich ist ASA normalerweise stärker als ABS. Für kostenempfindliche Semi-Outdoor-Teile können nach der Validierung UV-beständiges ABS oder UV-stabilisiertes PP ausreichend sein.
6. Anwendungsbasierter Leitfaden für Bewitterungsgrade
Semi-Outdoor-Abdeckungen
Beispiele:
abgedeckte Ausrüstung; indirektes Sonnenlicht; kurze Lagerung im Freien.
Empfohlene Richtung:
UV-beständig ABS; UV-stabilisiert PP; PC / ABS mit UV-Paket.
Schlüsseltest:
Farbunterschied; Glanzerhaltung; Falltest nach Alterung.
Langzeitbehausungen im Freien
Beispiele:
Abdeckungen für Ladegeräte; Elektrokästen für den Außenbereich; Gehäuse für Gartengeräte; landwirtschaftliche Komponenten.
Empfohlene Richtung:
ASA; UV-beständig ASA; UV-beständig PC / ABS; UV-stabilisierter PP mit Schlagausgleich.
Schlüsseltest:
Alterung des Xenonlichtbogens; Schlagfestigkeit; Oberflächenrisse; Festigkeit der Schraubenmutter nach Alterung.
Kfz-Außenteile
Empfohlene Richtung:
ASA; ASA / PC-Legierung; wetterbeständig PC / ABS; UV-beständige verstärkte Materialien.
Schlüsseltest:
Alterung des Xenonlichtbogens; Farb- und Glanzbeständigkeit; Hitzealterung; Kälteeinwirkung nach Alterung.
Elektrische Komponenten für den Außenbereich
Empfohlene Richtung:
UV + flammhemmend PC / ABS; UV + flammhemmend PP; FR ASA wo geeignet; UV-beständiges PA / PBT für Steckverbinder.
Schlüsseltest:
Flammbewertung nach Formulierungsvalidierung; UV Alterung; Schlagfestigkeit; Bei Bedarf CTI oder Glühdraht.
7. Häufige Fehler bei der Beurteilung des UV-Widerstands
Fehler 1: Nur nachfragen, ob UV Additiv hinzugefügt wurde
Die UV-Beständigkeit hängt von der gesamten Formulierung ab, nicht von einem Zusatzstoff.
Fehler 2: Nur die ersten mechanischen Daten betrachten
Bei Außenteilen sollten die mechanischen Daten vor und nach der Alterung verglichen werden.
Fehler 3: Schwarze und weiße Materialien gleich behandeln
Schwarze Materialien lassen sich oft leichter stabilisieren. Weiße und helle Teile erfordern eine strengere Vergilbung und ΔE-Kontrolle.
Fehler 4: Wandstärke ignorieren
Dünnwandige Teile altern und reißen anders als dicke Teile.
Fehler 5: Ersetzen von Realteiltests durch Testbalkendaten
Standardstangen sind nützlich, aber endgültige Gehäuse, Schraubvorsprünge, Schnappverbindungen und Ecken sollten nach der Alterung getestet werden.
8. Kundenfall 1: UV-beständiges ABS für Semi-Outdoor-Gehäuse
Ursprüngliche Situation
Ein Kunde verwendete den gewöhnlichen ABS für ein halb im Freien befindliches Industriegehäuse. Das anfängliche Aussehen war gut, aber nach der Lagerung im Freien verblasste die Oberfläche und die Ecken rissen während der Handhabung.
Originaldaten
| Artikel | Gewöhnliches ABS |
|---|---|
| Anfänglicher Kerbschlag | 18 kJ / m² |
| Kerbschlagzähigkeit nach UV Alterung | 9 kJ / m² |
| Farbunterschied nach Alterung | ΔE 5,6 |
| Glanzerhaltung | 54% |
| Falltest nach Alterung | 4 Fehler / 10 Proben |
DEYU-Verbesserungsplan
DEYU empfahl eine DGK UV-resistente ABS-Formulierung.
Fokus:
UV Stabilisatorpaket; Gummiphasenschutz; wetterbeständiges Pigment; Schlagfestigkeit; Kontrolle des Oberflächenglanzes.
Endergebnis
| Artikel | Gewöhnliches ABS | DEYU UV-Beständig ABS |
|---|---|---|
| Anfänglicher Kerbschlag | 18 kJ / m² | 21 kJ / m² |
| Kerbschlagzähigkeit nach UV Alterung | 9 kJ / m² | 16 kJ / m² |
| Farbunterschied nach Alterung | ΔE 5,6 | ΔE 2,4 |
| Glanzerhaltung | 54% | 76% |
| Falltest nach Alterung | 4 Fehler / 10 | 0–1 Ausfall / 10 |
Fazit des Falles
Für Semi-Outdoor-Gehäuse kann das UV-beständige ABS eine praktische Wahl sein, wenn die Alterungsbeständigkeit und die Farbbeständigkeit validiert sind.
9. Kundenfall 2: ASA für langfristiges farbiges Gehäuse im Freien
Ursprüngliche Situation
Ein Kunde verwendete für ein hellgraues Outdoor-Gehäuse das UV-beständige ABS. Auch nach längerer Belichtung waren Farbveränderungen und Glanzverlust noch sichtbar.
Originaldaten
| Artikel | UV-Beständig ABS |
|---|---|
| Anfänglicher Kerbschlag | 22 kJ / m² |
| Kerbschlagzähigkeit nach UV Alterung | 15 kJ / m² |
| Farbunterschied nach Alterung | ΔE 3,8 |
| Glanzerhaltung | 68% |
| Auskreiden der Oberfläche | Leicht |
DEYU-Verbesserungsplan
DEYU empfahl eine wetterbeständige ASA-Mischung von DGK, da der Kunde Wert auf eine langfristige Stabilität des Erscheinungsbilds im Außenbereich legte.
Fokus:
ASA witterungsbeständiger Untergrund; wetterbeständiges Pigment; UV Stabilisatorpaket; Wirkungsbilanz; verzugsarme Einstellung.
Endergebnis
| Artikel | UV-Beständig ABS | DEYU wetterbeständig ASA |
|---|---|---|
| Anfänglicher Kerbschlag | 22 kJ / m² | 20 kJ / m² |
| Kerbschlagzähigkeit nach UV Alterung | 15 kJ / m² | 18 kJ / m² |
| Farbunterschied nach Alterung | ΔE 3,8 | ΔE 1,6 |
| Glanzerhaltung | 68% | 84% |
| Auskreiden der Oberfläche | Leicht | Nicht offensichtlich |
Fazit des Falles
Für langlebige Außen- und helle Teile bietet ASA in der Regel eine stärkere Witterungsbeständigkeit als das UV-beständige ABS.
10. DEYU DGK UV-beständige Materialplattform
DEYU Plastics kann UV-beständige und wetterbeständige Verbindungen entsprechend Harz, Farbe, Belichtungsbedingungen und Validierungsstandard entwickeln.
Lösungsanweisungen
DGK-PP UV-beständige Serie; DGK-ABS UV-beständige Serie; DGK-ASA wetterfeste Serie; DGK-PC / ABS UV-beständige Serie; DGK-PC UV-beständige transparente Serie; DGK-PA66 UV-beständige verstärkte Serie; DGK-POM Outdoor-Stabilitätsserie; DGK-TPU / TPE witterungsbeständige flexible Serie; UV + flammhemmende Materialien; UV + antistatische Materialien; UV + verschleißfeste Materialien; UV + verzugsarme Materialien.
Informationen, die Käufer bereitstellen sollten
Basisharz; Anwendungsumgebung; Verwendung im Innen-, Halb-Außen- oder Außenbereich; erwartete Belichtungszeit; Farb- und Glanzanforderung; Alterungstestmethode; Ziel-ΔE; Wirkungserhaltungsziel; Teiledicke; Flammschutzanforderung; UV, Antistatik-, Verschleiß- oder Niedrigtemperaturanforderungen; Musterteil oder Zeichnung; Kundenakzeptanzstandard.
Fazit
Der Witterungsgrad von UV-beständigen Kunststoffen sollte anhand der Testmethode und der Beibehaltung der Eigenschaften beurteilt werden, nicht anhand der Formulierung „UV-beständig“. Eine vollständige Bewertung sollte Alterungsstandard, Belichtungszustand, Farbunterschied, Glanzerhaltung, Schlagfestigkeit, Rissbildung, Kreidung und die Leistung realer Teile nach der Alterung umfassen.
Für kostenempfindliche Semi-Outdoor-Produkte können nach der Validierung UV-beständiges ABS oder UV-stabilisiertes PP ausreichend sein. Für langlebige, helle oder optisch empfindliche Teile im Außenbereich ist ASA oder UV-beständiges ASA oft eine stärkere Materialrichtung. Bei elektrischen oder strukturellen Bauteilen muss die UV-Beständigkeit zusammen mit Flammwidrigkeit, Schlagzähigkeit, Dimensionsstabilität und Montagezuverlässigkeit überprüft werden.
DEYU Plastics bietet DGK UV-beständige und witterungsbeständige modifizierte Kunststoffe für PP, ABS, ASA, PC / ABS, PC, PA, POM, TPU, TPE und andere Systeme. Der empfohlene Ansatz besteht darin, zunächst die Außenbedingungen und den Akzeptanzstandard zu definieren und dann den Materialweg auszuwählen.
