一、术语和定义
耐光性（resistance to light），是指材料曝露在光线下，抵抗其外观变化的性能。外观变化（如有的话）的大小是受射到材料上光的数量和光的质量所影响，同时也受材料本身的性质和组成所影响。两个混合物，其组分相同，但比例不同，耐光性不同；两个混合物，其比例相同，但组分相似而不是同一组分，耐光性也不同。
颜料耐光性的测试，是指在规定光源下，颜料保持原有性能的能力。一般用相对比较的方法来进行，即试验样品和参照样品同时在相同光源下曝露相同时间，比较两者颜色变化来评定。颜料的耐光性好坏直接影响涂料的使用寿命，特别是外用涂料，因此测定颜料耐光性是非常重要的。
测试的原理为：试验样品和参照样品分别分散在相同基料中制成分散体，再将分散体分别施涂于底材上并干燥，然后按规定条件曝露于相同光源下，曝露相同时间，比较两者颜色变化来评定。
二、相关标准
GB/T 5211.9-2025《颜料和体质颜料通用试验方法 第9部分：相同类型着色颜料耐光性的比较》
ASTM D4303-2010(2022)《美术材料用颜料耐光性的试验方法》
GB/T 5211.9-2025于今年1月1日开始实施。该标准修改采用ISO 787-15:2019《颜料和体质颜料通用试验方法 第15部分：相同类型着色颜料耐光性的比较》。按曝露的光源不同，该标准规定了A法（颜料分散体样板在玻璃下曝露于自然光）和B法（颜料分散体样板直接曝露于人造光源）。
1. 在玻璃下曝露于自然光的曝晒箱（用于A法）
曝晒箱有玻璃盖并有足够尺寸进行预计数量的试验。
曝晒箱由金属、木材或其他能保护涂过分散体的试验底材（试验样板）不受雨水和类似气候影响的材料制成，还应有足够的通风使空气在试验样板上自由流动。
曝晒箱示意图
1-支柱；2-角度调节臂；3-玻璃盖；4-金属网(可选)；5-胶合板背板(可选)；6-无背板试样架(可选)；7-曝露角度；8-指南针方位(北半球曝露)。
玻璃盖是单片透明平板玻璃，其厚度为2~3 mm，应无气泡和其他缺陷。玻璃在360 nm处和整个可见光谱范围内的透射率约为90%，在300 nm和更短的波长下的透射率应降至1%以下。为了保持这些特性，通常应该定期清洁玻璃，更换玻璃的间隔不超过2年。
曝晒箱应安装支架以使试验样板放置在玻璃盖下方，两者间距离不小于50 mm，并处在与玻璃盖平行的平面上，曝晒箱应放置于全天接受阳光直射的位置，没有邻近物体的阴影落到箱体上。如将曝晒箱放置在地面上，则曝晒箱底部与地面之间的距离要足够高，以避免在曝露期间与生长的草或植物相接触带来不良影响。玻璃盖和试验样板面向赤道倾斜，和水平面的角度近似等于曝晒试验地的纬度。也可以用其他的曝露角度如45°，应在试验报告中注明所用的角度。
2. 曝露于人造光源的设备（用于B法）
氙弧灯老化箱，符合GB/T 16422.2-2022中第5章要求，采用配置窗玻璃滤光器的氙弧灯。
除另有商定外，试验参数采用GB/T 16422.2-2022中循环2或循环5，对于不耐高温的基料（介质），可将循环2中黑标温度调整为(55±3) ℃，或将循环5中黑板温度调整为(50±3) ℃。
3. 其他仪器和材料
1) 底材
①铝板或硬纸板：尺寸与所用的漆膜涂布器相匹配。硬纸板经过预涂，表面形成白色、高光泽、耐光和非吸收性的涂层。
②纸：用作主色印刷的底材。
③有关方商定的其他适宜于制备试验样板的底材，应在试验报告中注明。
2) 施涂设备
①适用于并排施涂湿膜厚度为50~100？m的两个分散体膜的漆膜涂布器或其他设备。
②用于制备厚度约为1.5？m的主色印品的合适设备。
③有关方商定的其他合适的膜厚和施涂设备，应在试验报告中注明。
3) 遮盖层
铝箔或其他合适的不透明材料。
4) 评定变色用灰色样卡
符合GB/T 250要求。
5) 测色仪
符合GB/T 11186要求。
6) 商定的参照颜料
用于与试验样品比较，由有关方商定并且其组成与试验样品相同。
7) 基料（介质）
由有关方商定。应选择保光、保色性较好的基料（介质）（例如丙烯酸聚氨酯树脂类、丙烯酸酯树脂等），并考虑被测颜料的应用领域。
4. 试验样板的制备
用有关方商定的基料（介质）及商定的分散方法制备试样和商定的参照颜料的分散体。GB/T 5211.9-2025的附录C给出了使用双组分溶剂型丙烯酸聚氨酯树脂为分散介质和使用单组分水性丙烯酸树脂为分散介质制备颜料分散体的方法（下图）。用施涂设备将两种分散体施涂于底材上，每个分散体的连续膜至少宽25 mm。将其置于水平位置室温干燥24 h（或商定时间）。如商定使用烘干型介质，则按基料（介质）规定的条件烘烤。
如果需要，从施涂了分散体的底材上切下1块作为试验样板，使其大小适宜于放置在曝晒架上，且要使两种分散体膜的分界线处于中心位置。再切下第2块试验样板，将其在室温下保存于暗处，以便以后与受试样板进行比较。
5. 试验样板的曝晒
将试验样板放入设备中。把遮盖层横向固定在试验样板的中间三分之一处，放置遮盖层时必须注意，既不能让遮盖层变形或起皱，又可以在检查漆膜时方便掀开，还可以再将其放回原来的位置上。
将试验样板曝露于光源下，按适当时间间隔，掀开遮盖层检查，确定其曝露部分与未曝露部分是否发生变化。每次检查后立即将遮盖层放回到原来的位置。
继续进行试验样板曝露试验，直至商定的参照颜料分散体膜的曝露部分和未曝露部分的对比度等于灰色样卡4级。参照灰色样卡对试验样品分散体膜的曝露部分和未曝露部分的对比度进行评定，然后再放回遮盖层。
在试验样板上再放置一遮盖层，使试验样板仅留三分之一进行曝露试验。
继续曝露直至商定的参照颜料分散体膜完全曝露部分和中间未曝露部分的对比度等于灰色样卡3级。
6. 试验样板的评定
用灰色样卡评定经曝晒的试验样品分散体膜的完全曝露部分和中间未曝露部分的对比度差异，来比较试验样品和商定的参照颜料的耐光性。
除另有商定外，按GB/T 11186进行颜色色差计算，用测色仪分别测试试验样品分散体膜和商定的参照颜料分散体膜的曝露部分和未曝露部分的色差值ΔEab*，给出试验样品分散体膜和商定的参照颜料分散体膜曝露前后的ΔEab*值。
将商定的参照颜料分散体膜和试验样品分散体膜中间未曝露部分与未经曝露试验的第2块试验样板进行比较。未经曝露试验的样板和经曝露试验的样板的未曝露部分外观上的差异表明材料是受光照以外的某些因素的影响，如热、湿气或大气中的活性气体，这种外观的变化应在试验报告中说明。
注：在自然光下进行的耐光性试验，采用蓝色羊毛标样（见ISO 105-B01和GB/T 8427）参与评定也是可行的。
三、颜料耐光性的影响因素
1. 化学结构与粒径大小
有机颜料耐光性受分子构型影响显著，紫外线易引发褪色；颜料的化学结构、分子大小、结晶度等影响耐光性。例如，某些有机颜料（如偶氮类）在光照下易分解，而无机颜料（如钛白、钴蓝）耐光性较强。
颜料的粒径越大，耐光（候）性越好，粒径越径越小，耐光（候）越差，原因是：粒径越大，比表面积越小，当颜料比表面积越小的时候，暴露的外面的面积也就越小，当然受阳光辐射就越小，耐光性越好。
2. 光照条件
光照强度、波长、照射时间是关键因素。紫外线波长越短，能量越高，对颜料的破坏越大。长时间强光照射会加速颜料老化。
3. 环境因素
湿度、温度、氧气等环境条件也会与光照协同作用，影响颜料耐光性。例如，高温高湿环境可能加速颜料的光氧化反应。
4. 添加剂和基材
在涂料中，添加紫外线吸收剂、稳定剂等助剂可提高耐光性。基材的性质（如纸张、塑料、金属等）也会影响材料与光的相互作用。
通常来说，涂料在着色时都会添加其它助剂来改善它的某一方面性能。比如，想增加遮盖力，会加入钛白粉。一般而言，颜料加入钛白粉冲淡后，耐光性能有不同程度的下降，浓色的耐光性指标，不代表淡色还有这个性能。这主要有两个方面：钛白粉对光的反射作用使颜料的实际光照强度增加；另一方面，钛白粉的金属氧化物会加速光的氧化降解过程。所以添加剂是需要考虑的一个因素。
四、颜料耐光性在涂料中的应用
1. 建筑外墙涂料
耐光性要求：外墙涂料长期暴露在阳光下，需选用耐光性高的颜料，以抵御紫外线辐射，防止颜色褪色、变色。
氧化铁颜料（如氧化铁红、氧化铁黄）因其优异的耐光性和耐候性，常用于建筑外墙涂料，能长期保持颜色鲜艳，为建筑物提供持久的色彩保护（如天安门城楼）。
2. 汽车涂料
耐光性要求：汽车涂料需承受户外复杂环境，包括阳光直射、高温、雨水等，对颜料耐光性要求极高（通常需最高级或次高级）。
汽车涂料中使用的颜料需具备卓越的耐光性和耐候性，以确保汽车面漆在长期使用中保持光泽和颜色稳定性，如某些有机颜料（如酞菁蓝、酞菁绿）经特殊处理后，可满足汽车涂料的高耐光性要求。
3. 工业防护涂料
耐光性要求：工业设备、桥梁、管道等防护涂料需在户外环境中长期使用，需选用耐光性好的颜料，以防止涂层因光照而老化、褪色，影响防护性能。
氧化铁颜料因其化学稳定性好、耐光性强，常用于工业防护涂料，如氧化铁红底漆可有效防止钢铁结构生锈，同时保持涂层颜色稳定。
4. 室内涂料
耐光性要求：虽然室内光线相对较弱，但窗户玻璃过滤后的紫外线仍可能对涂料颜色产生影响，因此需选用耐光性中上的颜料。
水性乳胶漆中使用的颜料需具备一定的耐光性，以确保室内墙面在长期使用中保持颜色均匀，如某些有机颜料（如颜料黄150）在室内环境中表现出良好的耐光性，适用于室内装饰涂料。
5. 艺术涂料
耐光性要求：艺术涂料常用于壁画、雕塑等艺术作品的保护和装饰，对颜料耐光性要求极高，需选用耐光性高的颜料，以确保艺术作品在长期展示中保持色彩鲜艳。
某些天然矿物颜料（如赭石、群青）因其耐光性好，常用于艺术涂料中，为艺术作品提供持久的色彩保护。
6. 注意事项
优先无机颜料：氧化铁系等无机颜料耐光性稳定，适合长期户外使用。
关注添加剂：钛白粉可增强耐光性，但需权衡对颜料稳定性的影响。
总之，颜料耐光性是涂料应用中不可忽视的重要因素，根据不同的使用场景和需求选择合适的颜料，可有效延长涂料的使用寿命，保持色彩的稳定性和美观性。
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