Lightfastness Grade 7 vs Grade 8 — What the Numbers Don’t Tell You About Real-World Fading
TL;DR — Blue Wool Scale(BWS)7 级和 8 级之间不是差”一格”,是对数差距。BWS 7 的颜料在氟罗里达外墙涂料里撑不过 5 年,而汽车 OEM 涂料直接不接 BWS 7。更要命的是:厂商给你的耐光数据,99% 是用全色(full shade)测的。你实际用的配方如果是冲淡色(reduction),耐光可能直接掉 3-4 级。一份靠谱的耐光数据,必须写清楚三件事:测试浓度、暴露标准、评级方法。缺任何一个,别信。
7 级和 8 级,不是差一个数字那么简单
先说一个大部分人不知道的事:Blue Wool Scale 是对数尺度。
每一个等级之间,耐光能量大致翻倍。BWS 1 在 Xenon arc 下几小时就变,BWS 8 要几百甚至上千小时。具体到我们行业最常碰到的两个等级:
- BWS 7:Xenon arc(ISO 105-B02)约 200-300 小时不出明显变色
- BWS 8:Xenon arc 约 400-800 小时,好的能上千
换句话说,从 7 到 8,不是加了 14%,是耐光能力至少翻了一倍。
这个差距在真实环境里意味着什么?
- 建筑外墙涂料(氟罗里达 45° 朝南暴露):BWS 7 的颜料,3-5 年肉眼可见变色。BWS 8 的,5-7 年还能看。
- 汽车 OEM 涂料:BWS 7 直接拒。OEM 的耐候规范最低要求 BWS 7-8(doped system),单体颜料的 full shade 至少 8 才有谈判资格。
- 工业涂料(卷材、粉末):BWS 7 做深色全色勉强;做浅色、金属色,听天由命。
结论很简单:如果你做的产品需要在户外暴露 3 年以上,BWS 7 只是一个”及格线”,不是”够用”。
同一支颜料,全色和冲淡的耐光可以差 3-4 级
这是整个颜料行业最大的认知陷阱。
现象:一支颜料在全色(full shade,颜料浓度高,遮盖力强)下测得 BWS 7-8,表现优秀。同一支颜料以 1:10 的比例冲入 TiO₂ 做成浅色(reduction),耐光直接掉到 BWS 3-5。
原因:颜料的耐光性本质上是”每个颜料颗粒在单位面积内能吸收多少光子能量而不降解”。冲淡之后:
- 颜料颗粒被 TiO₂ 颗粒包裹、孤立,每个颗粒受到的光子攻击强度不变
- 但颜料总量大幅减少,所以同面积内实际降解的颜料比例急剧升高
- 宏观上就是——颜色褪得快得多
厂商为什么只给全色数据?
因为好看。全色 BWS 7-8 印在 TDS 上,做市场的拿去跟客户吹”我们这支持耐候级”。
你拿着冲淡去用,三个月回来投诉”怎么褪成白纸了”,厂商一句”您没用对浓度”就顶回来了。
这不是厂商骗你——是你没读测试条件。
三支颜料的实测数据,看完你就懂了
以下是我在实际项目中碰到过的三支有机颜料,数据来自第三方 Xenon arc 测试(ISO 105-B02),丙烯酸体系。
PR170(Naphthol Red,萘酚红)
- 全色 BWS:6-7(视牌号和粒径,好的能到 7)
- 1:10 TiO₂ 冲淡 BWS:3-5(少数牌号能到 5,大部分 3-4)
- 差距:2-3 级
PR170 是苯并咪唑酮类偶氮颜料里性价比很高的品种,红相正、着色力强。但冲淡耐光是个硬伤。做建筑涂料的红色调色,如果配方里的钛白粉比例超过 5:1,建议直接换 PR254。
PY83(Diarylide Yellow,联苯胺黄 HR)
- 全色 BWS:7(部分牌号 7+)
- 1:10 TiO₂ 冲淡 BWS:3-4
- 差距:3-4 级
PY83 是我见过全色/冲淡耐光差距最大的品种之一。全色表现非常漂亮——透明度好、色相纯净、BWS 7 稳如老狗。冲淡之后就是地质灾害。做过一个外墙黄色色浆项目,PY83 做主色、钛白 1:8 冲淡,Florida 暴露 18 个月,ΔE 破 15——肉眼看着就是”从柠檬黄变成泛白的灰黄”。
结论:PY83 只能用在深色调或者全色体系。只要配方里要冲白,趁早换 PY154(苯并咪唑酮黄)或者 PY151。
PR254(DPP Red,吡咯并吡咯二酮红)
- 全色 BWS:7-8(大多数牌号稳定在 8)
- 1:10 TiO₂ 冲淡 BWS:7(最好的牌号能做到 7-8)
- 差距:0-1 级
PR254 是 1983 年 Ciba 搞出来的 DPP 类高性能颜料,分子结构自带耐光 buff。全色和冲淡差距极小,是目前有机红里冲淡耐光最稳定的品种之一。
代价是价格——PR254 比 PR170 贵 3-5 倍。
怎么看一份耐光数据靠不靠谱
拿到一份颜料 TDS 或者色卡上的耐光数据,先看下面三件事。缺一件,这数据就不能直接拿来指导配方。
1. 测试浓度和体系
必须注明:
- 全色(full shade / masstone)还是冲淡(reduction / tint)
- 如果冲淡,冲淡比例多少(1:5 TiO₂?1:10?)
- 用的什么树脂体系(丙烯酸、醇酸、PU?)
不同体系耐光表现不一样。PU 体系通常比丙烯酸好半级到一级,因为 PU 的交联密度和外层降解产物对底下的颜料有物理保护。
如果没有写测试浓度,默认按全色算——然后你自己打对折预估冲淡表现。
2. 暴露标准
常见标准:
- ISO 105-B02(Xenon arc,纺织品基准,颜料行业也在用)
- ASTM G155(Xenon arc,涂料/塑料专用)
- ASTM G154(QUV,荧光紫外,注意 QUV 不能直接等同 Xenon)
- Florida 户外暴露(45° south,最接近真实使用)
不同标准之间不能直接对照。有人说”QUV 1000 小时 = Xenon 500 小时”,错。QUV 没有全光谱,短波 UVB 特别强,对某些颜料(尤其是含偶氮基团的)加速因子完全不一样。
3. 评级方法
- 是用 Blue Wool Scale(1-8)还是 Grey Scale(1-5)?
- 评级是仪器测 ΔE 定级还是目测定级?
- 如果是目测,评级条件是 D65 光源还是自然光?
BWS 7 和 Grey Scale 4 是两套体系,不能互相换算。见过有人拿 Grey Scale 4 当 BWS 7 写进产品手册——那是糊弄外行的。
FAQ
Q:BWS 7 和 ASTM I(excellent)是一回事吗?
不完全。ASTM 的颜料耐光分级(ASTM D4303)也是基于 BWS 对照,但分级标准不同:
- ASTM I(excellent):颜料在测试条件下耐光达到或超过 BWS 6
- ASTM II(very good):相当于 BWS 4-5 以上
所以 ASTM I ≠ BWS 7-8。一个颜料拿到 ASTM I,可能只是 BWS 6。如果你需要的是户外 5 年+ 不褪色的表现,光看 ASTM I 不够,必须查实际的 BWS 等级。
Q:UV absorber 能补回冲淡的耐光损失吗?
能缓解,不能补回。UVA(如 Tinuvin 系列)加上 HALS 的组合,通常能给冲淡体系带来 0.5-1 级的 BWS 提升。但如果你从 BWS 4 想拉到 7——不行。
UVA 的工作原理是在颜料表面形成 UV 吸收层,但它不是 100% 吸收,而且涂层老化后 UVA 自身也会迁移和降解。
Q:水性体系和溶剂型体系,耐光表现一样吗?
有差异,但没有你想的那么大。决定耐光的第一因素是颜料本身的化学结构,第二是颜料在体系里的分散状态(粒径、结晶形态)。树脂类型的影响排在第三。水性丙烯酸和溶剂型丙烯酸的耐光差异通常只有 0-0.5 级。
Q:拿到一份新颜料的 TDS,耐光数据写着”Xenon test, BWS 7-8″,能直接用吗?
不能。追问三个问题:
- 全色还是冲淡?冲淡比例多少?
- 用的哪个标准?ISO 105-B02 还是 ASTM G155?
- 什么树脂体系?
三个都答上来了,这数据才算能用。答不上来,要么厂商自己没测过冲淡(大概率),要么测了但不好看所以没写。
最后
“BWS 7″和”BWS 8″这两个数字之间的差距,比大部分人以为的大得多。而且如果你不看你实际用的条件(是否冲淡、什么体系、暴露环境),这个数字甚至跟你无关——因为厂商给你的是一个在某些特定条件下测得的最好结果。
下次选颜料,别只看 TDS 第一页的大字。翻到打印条件那一行小字。你在那行字里找到的信息,比大字标题有用十倍。
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