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GB/T 14522-93 GB/T16422.3-1997 GB/T16585-96
中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料
人工氣候加速試驗(yàn)方法
Cceled weathering test method for plastics,coatings and
Rubber materials used for machinery industrial products
GB/T 14522-93 GB/T16422.3-1997 GB/T16585-96
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的人工氣候（氙燈）曝露試驗(yàn)方法參照采用標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 4892-82《塑料實(shí)驗(yàn)室光源試驗(yàn)方法》有關(guān)氙燈光源部分的內(nèi)容。
1 主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了模擬戶外濕熱自然大氣中主要因素的兩種人工氣候加速試驗(yàn)方法；
熒光紫外線/冷凝試驗(yàn)方法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)熒光紫外線方法）；
人工氣候（氙燈）曝露試驗(yàn)方法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)氙燈方法）。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料不同種類(lèi)材料或同種類(lèi)不同配方材料的耐濕熱戶外氣候性能（以下簡(jiǎn)稱(chēng)耐候性）比較；也可用于已知耐候性材料進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)評(píng)定試驗(yàn)。
一般試驗(yàn)可采用熒光紫外線/冷凝試驗(yàn)方法；必要時(shí)并可用人工氣候（氙燈）曝露試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證產(chǎn)品試驗(yàn)。
本標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)結(jié)果，不能簡(jiǎn)單直接地推斷材料的使用壽命。
注：本方法引用了GB 9344塑料氙燈光源曝露試驗(yàn)方法的技術(shù)內(nèi)容。
2 術(shù)語(yǔ)
2.1 紫外線-冷凝試驗(yàn) test of fluorescent UV-Condensation type
以熒光紫外線燈作光源，模擬并強(qiáng)化對(duì)高分子材料劣化影響zui顯著的紫外光譜，并適當(dāng)控制溫度、濕度使在樣品上周期性的產(chǎn)生凝露的試驗(yàn)。
2.2 人工氣候（氙燈）試驗(yàn) test of exposure to artificial weathering（xenon arc lamp as light sourve）
以氙燈作光源，模擬并強(qiáng)化到達(dá)地面的日光光譜，并適當(dāng)控制溫度、濕度和噴水條件的試驗(yàn)。
2.3 紫外區(qū) ultraviolet regions
紫外區(qū)分UV-A波長(zhǎng)范圍為315～400nm;UV-B波長(zhǎng)范圍為280～315nm；UV-C波長(zhǎng)＜280nm的輻照。
2.4 熒光紫外燈 fluoresvent UV lamp
是波長(zhǎng)為254nm的低壓汞燈，由于加入磷的共存物使轉(zhuǎn)換成較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，熒光紫外燈的能量分布取決于磷共存物產(chǎn)生的發(fā)射光譜和玻璃管的傳擴(kuò)。
2.5 輻照度 irradiance
所有波長(zhǎng)入射輻照的總量，以W/㎡表示。因?yàn)檩椪帐前床煌牟ㄩL(zhǎng)分布的，不同的光譜造成的光化學(xué)效應(yīng)差異很大，所以不應(yīng)采用不同的燈源作比較。
2.6 分光譜輻照度 spectral irradiance
表示輻照度隨波長(zhǎng)的函數(shù)，以某一波段的W/㎡表示，通常日光的輻照度以每10nm波段的W/㎡表示，
國(guó)家技術(shù)* 1993-06-10批準(zhǔn) 1994-03-01實(shí)施
而紫外熒光燈以每1或2nm表示，分光譜輻照度是比較具有不同能量分布光源的合適方法。
2.7 分光譜能量分布 spectral energy distribution
是表示每一波長(zhǎng)輻照量的特性曲線，可按功率以W/㎡、或按能量以J表示，此特性曲線應(yīng)包括所有入射光的波段范圍，而熒光紫外燈通常以相對(duì)的分光譜能量分布表示，它以每一波長(zhǎng)的輻照度與峰值比較的百分率表示。
3 試驗(yàn)設(shè)備
3.1 熒光紫外線試驗(yàn)
3.1.1試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)由耐腐蝕性金屬材料制成，包含8支熒光紫外燈，盛水盤(pán)，試驗(yàn)樣品架和溫度、時(shí)間控制系統(tǒng)及指示器
3．1．2 熒光紫外燈應(yīng)快速啟動(dòng)，燈管功率為40W，燈管長(zhǎng)度為1220㎜，試驗(yàn)箱均勻工作區(qū)域的范圍為900×210㎜
3．1．3 除非另有規(guī)定，熒光紫外燈的波長(zhǎng)為280～315nm，即UV-B波長(zhǎng)范圍，相對(duì)分光輻照度的特性
UV-B熒光紫外燈的相對(duì)分光譜輻照度
3.1.4燈安裝成四支一排，分兩排安裝，每排燈的燈管平行安裝，燈的中心距離為70㎜。
3.1.5試驗(yàn)樣品應(yīng)固定安裝在距燈表面的zui近平行面50㎜的位置，試驗(yàn)樣品和它的支架構(gòu)成箱的內(nèi)壁，它們的背面應(yīng)露于室溫的冷卻空氣中，由于試驗(yàn)樣品和箱內(nèi)空氣的溫差，使試驗(yàn)樣品表面的冷凝階段產(chǎn)生穩(wěn)定的曝露條件，試驗(yàn)箱應(yīng)由底部經(jīng)箱外壁和試驗(yàn)樣品的通道產(chǎn)生自然空氣對(duì)流。
3.1.6水蒸氣由加熱箱底的盛水盤(pán)產(chǎn)生，水深不大于25㎜，并有供水自動(dòng)控制器，盛水盤(pán)應(yīng)定期清潔防止形成水垢。
3.1.7試驗(yàn)箱的溫度由固定在寬75㎜、高100㎜、厚2．5㎜黑色鋁板（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為黑板）連接的傳感器進(jìn)行測(cè)量，該黑板應(yīng)放置于曝露試驗(yàn)的中心區(qū)域，溫度計(jì)的測(cè)量范圍為30～80℃，容差為±1℃，光照和冷凝階段的控制應(yīng)酬單獨(dú)進(jìn)行，冷凝階段由加熱水溫進(jìn)行控制。
3.1.8試驗(yàn)箱應(yīng)放置于溫度為15～35℃的試驗(yàn)室內(nèi)，距離墻300㎜，并應(yīng)防止其他熱源的影響，試驗(yàn)室內(nèi)的空氣保持強(qiáng)烈的流通，以免影響光照和凝露條件。
3.2 氙燈人工氣候試驗(yàn)
3.2.1氙燈發(fā)射的光源波長(zhǎng)范圍是從低于270nm直到紅外區(qū)，氙燈要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臑V光和有效冷卻，濾去較短波長(zhǎng)射線和較多的紅外射線，直到達(dá)試驗(yàn)樣品表面的光譜與到達(dá)地面的陽(yáng)光光譜相近似。
3．2．2 試驗(yàn)箱內(nèi)設(shè)有帶動(dòng)樣品旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)支架，溫度、濕度、噴水時(shí)間和氙燈功率應(yīng)可調(diào)，并設(shè)有干、濕球溫度自動(dòng)記錄裝置。干、濕球感溫件應(yīng)置于避光處。根據(jù)需要，箱外可備電源穩(wěn)壓器，箱內(nèi)設(shè)加熱器。
為了減少氙燈冷卻水污染燈和濾光罩，冷卻水用蒸餾水或去離子水，冷卻水采用耐水腐蝕材料制成，如不銹鋼、塑料等，應(yīng)避免采用鋁、銅、鐵和青銅。
3.2.3樣品架應(yīng)由隋性材料制成，如鋁合金、不銹鋼或木質(zhì)材料，鄰近樣品處避免有青銅、銅和鐵的構(gòu)件。
4 試驗(yàn)條件
4.1 熒光紫外線試驗(yàn)
4.1.1試驗(yàn)樣品固定裝置于樣品架上，面對(duì)熒光燈。當(dāng)試樣未將樣品架*填滿時(shí)，則需用黑板將樣品架填滿，保持試驗(yàn)箱內(nèi)壁封閉。
4.1.2試驗(yàn)溫度，光照時(shí)可采用50、60、70℃三種溫度，優(yōu)先推薦采用60℃；冷凝階段的溫度為50℃，溫度的容差均為±3℃。
4.1.3光照和冷凝的周期可選擇4h光照、4h冷凝或8h光照、4h冷凝兩種循環(huán)，噴水12m。
4.1.4在光照400～450h后，每排燈管需要換一支熒光燈管，其他燈管按照?qǐng)D4所示轉(zhuǎn)換位置，燈的有效壽命1600～1800h。
4.1.5在更換燈管時(shí)，應(yīng)擦干盛水盤(pán)和進(jìn)行清潔，避免形成水垢。
4.2 氙燈人工氣候試驗(yàn)
4.2.1輻射強(qiáng)度在300～890nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)為1000±200 W/㎡；低于300nm應(yīng)不超過(guò)1 W/㎡；在掛試驗(yàn)樣品區(qū)域，偏離應(yīng)少于10﹪。
4.2.2試驗(yàn)箱的溫度由黑板進(jìn)行測(cè)量，黑板溫度為63±3℃。根據(jù)需要也可以是55±3℃或比63℃更高的溫度，但較高的溫度可能會(huì)產(chǎn)生熱老化效應(yīng)，影響試驗(yàn)結(jié)果。
黑板的溫度應(yīng)在不噴水時(shí)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)量讀數(shù)。
4.2.3相對(duì)濕度可選擇65﹪±5﹪、50﹪±5﹪或90﹪±5﹪三種條件。
相對(duì)濕度應(yīng)在不噴水時(shí)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)量讀數(shù)。
4.2.4噴水周期可選擇每隔102min噴水18min或每隔48min噴水12min。
4.2.5氙燈和濾光罩在使用過(guò)程中會(huì)逐漸老化，沉積水垢或由其他原因，造成輻照強(qiáng)度下降，因此必須進(jìn)行光能量監(jiān)測(cè)。在測(cè)定光能量時(shí)，光感受器應(yīng)固定在與試驗(yàn)樣品接受光能量相同的位置上，當(dāng)測(cè)得光能量有減弱或下降時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)氙燈功率，有必要時(shí)，清洗氙燈和濾光罩，氙燈和濾光罩有一定的壽命應(yīng)按規(guī)定使用到一定時(shí)間后更 換。
5 試驗(yàn)周期
兩種試驗(yàn)方法推薦下列試驗(yàn)周期：
4、7、14、21、28、42、63、84 d.
根據(jù)試驗(yàn)樣品的性能變化速率，可適當(dāng)變更試驗(yàn)周期；zui終期限可根據(jù)試驗(yàn)樣品性能變化達(dá)到規(guī)定值確定，一般不大于105d。
6 試驗(yàn)樣品
一般應(yīng)根據(jù)所要測(cè)定的性能，按有關(guān)規(guī)定制備標(biāo)準(zhǔn)樣品，涂料試驗(yàn)樣品應(yīng)造成75㎜×150㎜×1.0～1.5㎜。如機(jī)械性能測(cè)試時(shí)，試驗(yàn)樣品應(yīng)具備足夠的數(shù)量，以保證能達(dá)到預(yù)期的試驗(yàn)結(jié)果。
兩種試驗(yàn)方法尚分別具有下列要求：
6.1 熒光紫外線試驗(yàn)
6.1.1試驗(yàn)樣品的zui大厚度應(yīng)不超過(guò)20㎜，以保證足夠的熱交換使試驗(yàn)樣品上產(chǎn)生凝露。
6.1.2對(duì)于塑料、橡膠等條形試驗(yàn)樣品應(yīng)固定于鋁合金或其他耐腐蝕和傳遞性能好的面板上。
6.1.3對(duì)于鋼底板的涂料試驗(yàn)樣品應(yīng)使邊緣的銹不沾污試驗(yàn)樣品的表面。
6.1.4試驗(yàn)樣品上大于1㎜的孔應(yīng)于密封，以防止水蒸氣逸出。
6.2 氙燈試驗(yàn)
試驗(yàn)樣品在樣品架上應(yīng)不受外來(lái)施加的壓力，為了避免因試驗(yàn)樣品暴露位置不同而造成表面受光照射強(qiáng)度的不同，在安裝試驗(yàn)樣品時(shí)，要根據(jù)試驗(yàn)樣品的 尺寸和形狀，合理地排列和固定在旋轉(zhuǎn)支架上，并能調(diào)換位置，如上下排調(diào)換，原地180°翻轉(zhuǎn)、上下排調(diào)換，原地180°翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)四步構(gòu)成—交換循環(huán)。在 交換循環(huán)內(nèi)，每一步交換時(shí)間相等。
7 試驗(yàn)樣品的性能評(píng)定
7.1 外觀的評(píng)定
對(duì)涂料主要是外觀的評(píng)定，塑料和橡膠必要時(shí)也可進(jìn)行外觀評(píng)定，檢查的項(xiàng)目主要是光澤、顏色變化（色差）、粉化、斑點(diǎn)、起泡、裂紋及尺寸穩(wěn)定性等，應(yīng)盡量用儀器進(jìn)行定量的項(xiàng)目檢測(cè)，如光澤、色差等。
7.2 力學(xué)性能及其他性能的評(píng)定
一般橡膠材料進(jìn)行抗拉強(qiáng)度、延伸率、硬度測(cè)量、塑料測(cè)量沖擊強(qiáng)度、斷裂延伸率、拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度。如必要可規(guī)定其他性能測(cè)試項(xiàng)目。
8 試驗(yàn)報(bào)告
a.試驗(yàn)方法
熒光紫外線試驗(yàn)或氙燈試驗(yàn)；
b.試驗(yàn)條件
光照時(shí)間、冷凝或噴水時(shí)間及相應(yīng)的溫度、濕度、熒光紫外燈的光譜或氙燈試驗(yàn)時(shí)的輻射照強(qiáng)度；
c.試驗(yàn)時(shí)間；
d.試驗(yàn)材料名稱(chēng)和型號(hào)；
e.試驗(yàn)樣品的尺寸和制備方法；
f.試驗(yàn)設(shè)備
設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、氙燈試驗(yàn)時(shí)的氙燈和濾光罩類(lèi)型；
g.試驗(yàn)結(jié)果；
h.試驗(yàn)日期和人員。
附加說(shuō)明：
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械電子工業(yè)部廣州電器科學(xué)研究所歸口。
本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械電子工業(yè)部廣州電器科學(xué)研究所負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人梁星才、高仁詒
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的熒光紫外線/冷凝試驗(yàn)方法，參照采用美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)ASTM G53-84《非金屬材料曝露熒光紫外線/冷凝型試驗(yàn)方法》。
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