家用空调室外机外壳防火等级测试中的耐候性测试

家用空调室外机长期暴露在户外，需同时满足防火与耐候性能要求。外壳的防火等级不仅取决于初始材料的阻燃性，更需考虑长期环境作用下的性能稳定性——紫外线、温度变化、湿度及盐雾等因素会导致材料降解、涂层脱落，进而削弱防火能力。因此，耐候性测试是家用空调室外机外壳防火等级认证的关键环节，其目的是模拟实际使用环境，验证防火性能的长期可靠性。

耐候性测试与防火等级的关联逻辑

家用空调室外机外壳的防火等级认证，本质是评估材料在火灾场景下的阻燃、隔热及结构保持能力。但实际使用中，外壳并非处于“理想初始状态”——长期暴露在户外环境中，材料会逐渐发生物理或化学变化，这些变化会直接影响防火性能。比如，塑料外壳中的高分子链因紫外线照射断裂，会导致材料变脆、表面龟裂，原本均匀分布的阻燃剂可能析出或失效；金属外壳的防腐层脱落後，腐蚀会削弱结构强度，火灾时无法支撑外壳保持完整，火焰易渗透至内部电气部件。

因此，防火等级测试不能仅关注“新样品”的性能，必须通过耐候性测试模拟使用中的老化过程，验证材料在“劣化後”是否仍能满足防火要求。例如，某款空调外壳初始氧指数为30%（达到V-0级阻燃），但经过1500小时耐候测试後，氧指数降至23%（低于V-1级要求），说明其实际使用中的防火等级会下降，需优化材料配方。

耐候性测试的核心环境因素模拟

耐候性测试的关键是模拟户外的复杂环境，主要包含四大核心因素：紫外线、温度循环、湿度交变及盐雾腐蚀。这些因素并非独立作用，而是相互叠加影响材料性能。

紫外线是高分子材料老化的主要诱因。户外紫外线（尤其是UV-B波段）会破坏材料的化学键，导致分子链断裂。比如ABS塑料外壳经过紫外线老化后，表面会出现白色粉化层，这是材料降解产生的低分子产物；同时，阻燃剂（如溴系阻燃剂）可能随粉化析出，降低阻燃效率。测试中通常采用氙弧灯或荧光紫外线灯模拟，按照GB/T 16422.2的要求，控制辐照度和波长分布。

温度循环模拟昼夜及季节的温度变化。空调室外机夏季可能面临60℃以上的高温，冬季则可能降至-20℃以下，热胀冷缩会导致材料内部产生应力。例如，PP+GF（玻璃纤维增强聚丙烯）外壳在经历“80℃×4小时→-30℃×4小时”的100次循环后，表面出现细微裂纹，这些裂纹会成为火焰渗透的通道。温度循环测试需遵循GB/T 2423.22的要求，控制温度变化速率和循环次数。

湿度交变模拟多雨或高湿度环境。材料吸水后，会导致力学性能下降，同时可能引发防火涂层起泡脱落。比如水性防火涂层在高湿度环境下，水分会渗透至涂层与基材之间，破坏附着力，导致涂层成片脱落。测试中通常采用“湿度保持→干燥”的循环，湿度控制在85%~95%RH，温度保持在40℃左右。

盐雾腐蚀主要针对沿海或高盐雾地区。盐雾中的氯离子会腐蚀金属外壳或金属框架，导致结构强度下降。例如，镀锌钢板外壳在经历500小时中性盐雾测试（GB/T 2423.17）后，表面出现红锈，腐蚀深度达到0.1mm，结构强度下降约20%。火灾时，腐蚀后的金属框架可能无法支撑外壳，导致内部部件直接暴露在火焰中。

耐候性测试的标准与流程设计

家用空调室外机外壳的耐候性测试需遵循多项国家标准，其中最核心的是GB 4706.32（家用和类似用途电器的安全 空调器的特殊要求），该标准明确要求空调器外壳需通过环境试验（包括耐候性）後，再进行防火性能测试。

测试流程通常分为三步：样品准备、环境循环测试、性能评估。样品需取自实际生产的成品，尺寸符合标准要求（例如，150mm×150mm×3mm的样板，或完整的外壳部件），避免使用实验室制备的“理想样品”——实际生产中的注塑参数、涂层厚度等工艺因素会直接影响耐候性。

环境循环测试需采用“综合循环”模式，即同时或依次模拟紫外线、温度、湿度及盐雾等因素。例如，某测试方案为：“紫外线照射8小时（辐照度0.5W/m²，波长340nm）→冷凝4小时（湿度95%RH，温度50℃）→温度循环1次（80℃×2小时→-30℃×2小时）→盐雾喷雾2小时（5%NaCl溶液，温度35℃）”，循环200次，模拟5年的使用环境。

性能评估分为外观检查、力学性能测试及防火性能测试三部分。外观检查需确认样品是否有开裂、脱落、粉化等现象；力学性能测试需检测拉伸强度、冲击强度等指标，需保持在初始值的70%以上；防火性能测试需重新进行氧指数、水平燃烧（GB/T 2408）或垂直燃烧（UL 94）试验，结果需符合初始防火等级要求。例如，测试後的样品氧指数需不低于初始值的90%，或仍满足V-0级要求。

耐候性失效对防火性能的具体影响

耐候性失效会从三个维度削弱防火性能：材料降解、涂层失效、结构破坏。

材料降解导致阻燃性能下降。例如，PVC（聚氯乙烯）外壳中的增塑剂会随老化析出，导致材料变硬变脆，同时PVC的分解温度下降，火灾时会更快释放氯化氢气体，且阻燃效果减弱。某款PVC外壳初始垂直燃烧等级为V-0级（无滴落，火焰在10秒内熄灭），但经过耐候测试後，燃烧时出现滴落，火焰熄灭时间延长至25秒，降至V-2级。

涂层失效导致防火屏障破坏。防火涂层的主要作用是隔热和阻止火焰接触基材，若涂层脱落，基材直接暴露在火焰中。例如，某款金属外壳采用膨胀型防火涂层，初始时涂层厚度为0.5mm，火灾时会膨胀至5mm厚的隔热层；但经过耐候测试後，涂层脱落面积达30%，火灾时未脱落的涂层仅能膨胀至2mm，无法有效隔热，导致基材温度快速上升至燃点。

结构破坏导致火焰快速蔓延。外壳结构破坏（如裂纹、腐蚀）后，火焰会通过裂纹渗透至内部，引燃电气部件或保温材料。例如，某款空调外壳的金属框架因盐雾腐蚀，结构强度下降，火灾时框架变形，外壳脱落，内部的保温泡沫（PU泡沫）被引燃，导致火灾扩大。

企业应对耐候性挑战的材料与工艺策略

企业需从材料选择、工艺优化及配方设计三方面应对耐候性挑战，确保防火性能的长期稳定性。

材料选择上，优先采用耐候性好的高分子材料。例如，ASA（丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物）比ABS耐候性好，其表面的丙烯酸酯层能有效阻挡紫外线，ASA外壳的紫外线老化寿命是ABS的3~5倍；对于金属外壳，采用热镀锌+喷粉工艺，热镀锌层能防腐蚀，喷粉层能耐紫外线，双重保护。

工艺优化上，需提升涂层的附着力和厚度。例如，防火涂层喷涂前，基材需进行除油、磷化处理，增加表面粗糙度，提升涂层附着力；涂层厚度需控制在0.4mm以上，避免因厚度不足导致耐候性下降。此外，外壳的结构设计需避免尖锐角，采用圆角过渡，减少应力集中，降低温度循环导致的裂纹风险。

配方设计上，需平衡耐候剂与阻燃剂的相容性。例如，添加紫外线吸收剂（如UV-531）时，需选择与溴系阻燃剂相容性好的型号，避免紫外线吸收剂与阻燃剂发生反应，降低阻燃效率。某企业通过实验发现，UV-531与十溴二苯乙烷（DBDPE）的相容性较好，添加0.5%的UV-531后，材料的耐候性提升了40%，而氧指数仅下降1%。

耐候性测试中的常见误区与规避

部分企业在耐候性测试中存在误区，导致测试结果无法反映实际使用情况，需注意规避。

误区一：仅做单一环境因素测试。例如，只做紫外线老化，不做温度循环，无法模拟实际环境中“紫外线+温度”的叠加影响。某企业曾因仅做紫外线测试，导致产品在北方地区使用1年后，外壳出现裂纹，防火性能下降。规避方法：采用综合环境循环测试，覆盖主要环境因素。

误区二：测试时间不足。加速老化测试的时间需与实际使用时间对应，例如，1000小时加速老化相当于5年实际使用（不同材料的加速因子不同）。若测试时间仅为500小时，无法模拟长期使用的情况。规避方法：根据材料的加速因子，确定足够的测试时间，可参考GB/T 16422.2中的加速老化曲线。

误区三：使用非成品样品。实验室制备的样品（如注塑参数优化后的样板）与实际生产的成品存在差异，例如，实际生产中的注塑压力可能较低，导致材料密度不足，耐候性下降。规避方法：必须使用实际生产的成品样品，测试前需确认样品的生产批次和工艺参数。

误区四：忽略测试后的防火性能复测。部分企业仅检查外观和力学性能，未复测防火性能，导致遗漏“外观无变化但防火性能下降”的情况。例如，某款外壳经过耐候测试后，外观无明显变化，但氧指数从30%降至23%，未满足要求。规避方法：测试后必须复测防火性能，确保结果符合初始等级要求。