GB/T16422.3標(biāo)準實驗室光源暴露試驗方法

GB/T16422.3標(biāo)準實驗室光源暴露試驗方法，第3部分：熒光紫外燈。GB/T16422.3標(biāo)準主要講述的是紫外線測試方法。標(biāo)準里包含了氙弧燈和熒光紫外燈的要求和測試方法。

2規(guī)范性引用文件
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ISO 4582塑料在玻璃下 日光.自然氣候或?qū)嶒炇夜庠幢┞逗箢伾托阅茏兓闹薅?Plastics-Determination of changes in color and variations in properties after exposure to daylight under glass,natural weathering or laboratory light sources)
ISO4892-1塑料實驗室 光源暴露試驗方法第1部分:總則(Plastics- Methods of exposureto laboratory light sources- Part 1; General guidance)
3原理

3.1熒光紫外燈在維護適當(dāng)時,能用來模擬日光中紫外區(qū)域的光譜輻照度。
3.2試樣暴露 于不同的紫外輻照度.溫度及潮濕(見3.4)的可控環(huán)境條件中。
3.3暴露條件因以下選擇面變化:
a) 熒光燈的類型;b) 輻照度;
c)光暴露過程中的溫度;
d)當(dāng)試驗條件需控制濕度時,在光照和暗周期過程中試驗箱的空氣相對濕度;注:熒光紫外設(shè)備通常不提供相對濕度的控制方法。
e) 潤濕類型(見3.4);
f)潤濕溫度 和循環(huán);
g)光/暗 循環(huán)的時間安排。

GB/T16422.3標(biāo)準實驗室光源暴露試驗方法
1范圍
GB/T16422的本部分規(guī)定了試樣在配有熒光紫外輻射、熱和水的試驗設(shè)備中進行暴露的試驗方法,該方法用于模擬材料在實際使用環(huán)境中暴露于日光或窗玻璃過濾后日光下發(fā)生的自然老化效果。
本部分適用于在熒光紫外燈光源暴露條件下塑料的耐候性評定以及塑料間的耐候性對比試驗。試樣在可控條件(溫度、濕度和/或水)下暴露于熒光紫外燈下,并通過不同類型熒光紫外燈來滿足不同材料的試驗需要。
特定材料的試樣制備和結(jié)果評估參考其他的國家標(biāo)準。總則在GB/T 16422.1中給出。
注:色漆、清樓和其他涂料的費光紫外燈下暴露在GB/T23987中有描述。
3.4潤濕通常由暴露試樣表面的水汽凝結(jié)或用去離子水噴酒試樣產(chǎn)生。

3.5試驗過程可包括試樣表面上輻照度和輻射暴露量的測量。
3.6建議將一種已知性能的相似材料(對照物)與試驗試樣同時暴露來提供標(biāo)準比對。
3.7試樣暴露于不同儀器或不同類型燈下所得到的結(jié)果不宜進行比較,除非在用于材料測試的設(shè)備間已建立了合適的統(tǒng)計學(xué)關(guān)系。
4設(shè)備
4.1實驗室光源
4.1.1熒光紫外燈是指在光譜的紫外區(qū)域(如400hm識下)中產(chǎn)生的驪射光能占總光能輸出量至少80%的熒光燈。本部分中所用的茨光紫外燈有三種:
一-1A型(UVA-340)熒光紫外燈:這種燈在300nm下的輻射低于總光能輸出的2%,在343nm有發(fā)射峰，用來模擬300 nm~340 nm的日光,這種燈通常被稱作UVA-340(見表1,A.1列)。附錄A中的圖A.1為250 nm~400nm下典顯的1A型(UVA 840)費光燈對比日光的光譜輻 照度圖。如果所有相關(guān)方協(xié)商并同意，也能使用熒光紫外燈組(見表1,A.2列)。當(dāng)使用有不同光譜發(fā)射的燈的組合時，應(yīng)確保各試樣表面的光譜輻照度。致，例如通過環(huán)繞燈組持續(xù)地調(diào)整試樣位置。
-1B型(UVA-351)熒光紫外燈;這種燈在300 nrm下的輻射低于總光能輸出的2%,在353 nm
有發(fā)射峰,用來模擬經(jīng)窗玻璃后日光的紫外部分這種燈通常被稱作UVA-351(見表2)。附錄入中的圖A.2為250 nm~400 nm下典型的1B型(UVA-351)熒光燈對比經(jīng)窗玻璃過濾后日光的光譜輻照度圖
–2 型(UVB-813)熒光紫外燈:這種燈在300 nm下的輻射大于總光能輸出的10%，并在313 nm
有發(fā)射峰,這種燈通常被稱作UVB-313(見表3)。附錄A中的圖A.3為250 mm~400 nm下兩盞典型的2型(UVB-313)熒光燈對比8光的光譜輻照度圖。2型(UVB-313)燈可在相關(guān)方協(xié)商同意下使用,但協(xié)商意見應(yīng)在試驗報告中指出。
注1; 2型(UVB-313)燈有在313 hm水銀線出現(xiàn)峰值的光譜分布并且會發(fā)射低至A 2854 nm的輻射 ,這會引發(fā)在
最終使用環(huán)境中不會出現(xiàn)的老化過程
注2:不同大氣條件下的太陽光光譜輻盟度見CIE 85中所述。GB/T16422 的本部分采用的基準日光來自于CIE 85;1989中的表4。
4.1.2除非 另有說明,1A型(UVA-340)熒光紫外燈或相應(yīng)的1A型熒光紫外燈組應(yīng)用來模擬日光中的紫外部分(見表4,方法A)。除非另有說明,1B型(UVA-351)燈應(yīng)用來模擬經(jīng)窗玻璃后日光的紫外部分(見表4,方法B)。
4.1.3熒光燈會隨著持續(xù)使用而顯著老化。如果沒有使用自動輻照度控制系統(tǒng)，則按照設(shè)備制造商給出的操作程序調(diào)整以保持所需的輻照度。
4.1.4輻照度的–致性應(yīng)與ISO4892-1中的要求-致。當(dāng)暴露區(qū)域的輻照度低于輻照度峰值的90%時對試樣周期性位置調(diào)整的要求見ISO 4892-1中所述.

本表給出了在給定帶寬內(nèi)的輻照度占290 nm~400 nm總輻照度的百分比。要檢測一個典型的1A型(UVA-340)燈是否符合本表要求,應(yīng)測量250 nm~400 nm的光譜輻照度。通常,以2 nm為間隔來測量。然后將每一帶寬內(nèi)的總輻照度加和,再除以290nm~400nm間的總輻照度。
針對不同產(chǎn)品批次和不同使用期限的1A型(UVA-340)燈,本表中的最小限值和最大限值是該設(shè)備超過60次的光譜輻照度測量結(jié)果(”。這些燈的光譜輻照度數(shù)據(jù)符合設(shè)備制造商的建議。當(dāng)獲得更多的光譜輻照度數(shù)據(jù)時,極限值可能會發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對于所有測量平均值的分布至少是三西格瑪水平。各熒光紫外燈組的相對輻照度范圍由設(shè)備制造商推薦的暴端區(qū)城內(nèi)50個點的輻照測量來決定.
最小限值列加和與最大限值列加和不一定為100%,因為它們只是代表測量數(shù)據(jù)的最小值和最大值。對于任一單獨的光譜輻照度分布,本表中各帶寬計算得到的百分比加和為100%。對于任一1A型(UVA-340)熒光燈,每一帶寬內(nèi)計算得到的百分比應(yīng)落在給定的最小限值和最大限值之間?？梢灶A(yù)測到使用不同的1A型(UVA-340)燈的暴露試驗結(jié)果會不同,因為光譜輻照度隨誤差允許大小面變動。聯(lián)系熒光紫外燈的制造商來獲取所用1A型(UVA-340)燈詳細的光譜輻照度數(shù)據(jù)。
CIE 85;1989中表4給出了全球太陽光輻照度的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)是在相對空氣質(zhì)量為1.0.標(biāo)準溫度和壓力下臭氧柱壓為0.34 cm.可析出水蒸氣壓力為1.42 cm,在500 nm處氣溶膠衰減的光譜學(xué)深度為0.1的水平表面上測得的。這些數(shù)據(jù)僅供參考和作為一個目標(biāo)值。
對于CIE 85.1989中表4描述的太陽光光譜,以占290 nm~800 nm總輻照度的百分比表示的紫外輻照度(290 nm~ 400 nm)為11%,可見光輻照度(400 nm~800 nm)為89%。熒光紫外燈主要的發(fā)射集中在300 nm~400 nm的帶寬,因此其發(fā)出的可見光波段光諾是有限的。暴露在熒光紫外燈下的試樣,其表面紫外輻照度與可見光輻照度會因暴躍試樣的數(shù)量和它們的反射事的不同而不同。

本表給出了在給定帶寬內(nèi)的輻照度占290 nm~400 nm總輻照度的百分比要檢測一個典型的1B型(UVA-351)燈是否符合本表要求，應(yīng)測量250 nm~400 nm的光譜輻照度。然后將每一研究內(nèi)的總輛照度加和,再除以290 nm~400 nm間的總輻照度，
針對不同產(chǎn)品批次和不同使用期限的1B型(UVA-351)燈,本表中的最小限值和最大限直是該設(shè)備21次光譜輻照度的測量結(jié)果0.這些燈的光譜輻照度數(shù)據(jù)符合設(shè)備制造商的建議。當(dāng)獲得更多的光形朝照度數(shù)據(jù)時,極限值可能會發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對于所有測量平均值的分布至少是三西榕瑪水平。
最小限值列加和與最大限值列加和不一定為100%因為它們代表了所用測量數(shù)據(jù)的最小值和報大值。對于任一單獨的光譜輻服度分布,本表中各帶寬計算得到的百分比加和為100%。對于在一1B盟(UVA-351)熒光燈,每一帶寬內(nèi)計算得到的百分比應(yīng)落在維定的最小限值和最大限值之間，可以預(yù)測到使用不同的1B型(UVA-351)燈的暴露試驗結(jié)果會不同,因為光譜輻照度隨誤差允許大小而變動。聯(lián)系熒光紫外燈的制造商來獲取所用1B型(UVA-351)燈詳細的光譜輻照度數(shù)據(jù)。
CIE85:1989表4中數(shù)據(jù)加窗玻璃附加作用通過CIE85A1989表4中的數(shù)據(jù)乘以3mrm厚窗波璃的光譜透過率來得到(3見GB/T 1865)。這些數(shù)據(jù)僅供參考和作為一個目標(biāo)值。
對于CIE85;1989中表4加窗玻璃作用的數(shù)據(jù)，以占300 nm~800 nm總輻照度的百分出表示的紫外輻照度(300 nm~100 nm)大約為9%，可見光輻照度(400 nm~800 nm)大約為91%。熒光紫外燈主要的發(fā)射集中在300nm~400nm的帶寬,因此其發(fā)出的可見光波段光譜是有限的。暴露在熒光特外燈下的試樣,其表面紫外輻照度與可見光輻照度會因暴巋試樣的數(shù)最和它們的反射率的不同而不同。

針對不同產(chǎn)晶批次和不簡使用期限的2型(UVB313)燈,本表中的最小限值和最大限值是該設(shè)備44次光譜輻照度的測量結(jié)果。這些燈的光譜輻照度數(shù)據(jù)符合設(shè)備制造商的建議。當(dāng)獲得更多的光譜輻照度數(shù)據(jù)時,極限值可能會發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對于所有測量平均值的分布至少是三西格瑪水平。
最小限值列加和與最大限值列加和不–定為100%,因為它們代表了所用測量數(shù)據(jù)的最小值和最大值。對于任一單獨的光譜輻照度分布,本表中各帶寬計算得到的百分比加和為100%。對于任一2型(UVB-313)熒光燈,每一帶寬內(nèi)計算得到的百分比應(yīng)落在給定的最小限值和最大限值之間?？梢灶A(yù)測到使用不同的2型(UVB-313)燈的暴解試驗結(jié)果會不同,因為光譜輻照度隨誤差允許大小而變動。聯(lián)系熒光紫外燈的制造商來獲取所用2型(UVB-313)燈詳細的光譜輻照度數(shù)據(jù)。
CIE 85;1989中表4給出了全球太陽光輻照度的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)是在相對空氣質(zhì)量為1.0.標(biāo)準溫度和壓力下臭氧柱壓為0.34 cm.可析出水燕氣壓力為1.42 cm .在500 nm處氣溶膠衰減的光譜學(xué)深度為0.1的水平表面上測得的。這些數(shù)據(jù)僅供參考。
對于CIE 85;1989中表4描述的太陽光光譜,以占290 nm~800 nm總輻照度的百分比表示的紫外輻照度(290 nm~400 nm)為11%,可見光輻照度(400 nm~800 nm)為89%。熒光紫外燈主要的發(fā)射集中在300 nm~ 400 nm的帶寬,因此其發(fā)出的可見光波段光譜是有限的。暴露在熒光紫外燈下的試樣,其表面紫外輻照度與可見光輻照度會因暴露試樣的數(shù)量和它們的反射率的不同而不同。

本表給出了在給定帶寬內(nèi)的輻照度占250 nm~400 nm總輻照度的百分比。要檢測一個典型的2塑(UVB-313)燈是否符合本表要求,應(yīng)測量250 nm~400 nm的光譜輻照度。然后將每一帶寬內(nèi)的總輻照度加和,再除以250nm~400nm間的總輻照度。
4.2試驗箱
暴露試驗箱的設(shè)計可不同,但應(yīng)由惰性材料構(gòu)造,提供與ISO 4892-1一致的輻照度,并且溫度可控。需要時,試驗箱應(yīng)具有凝露.噴淋或濕度控制的功能。
4.3 輻照儀
推薦使用輻照儀來進行輻照度控制。輻照儀則應(yīng)符合ISO 4892-1中給出的要求。如沒有使用自動輻照度控制系統(tǒng),則按照設(shè)備制造商給出的操作程序調(diào)整以保持所需的輻照度。4.4黑標(biāo)溫度計/黑板溫 度計使用的黑標(biāo)或黑板溫度計應(yīng)符合IsO 4892-1中的要求。
4.5潤濕與濕度
4.5.1概述

試樣可在凝露或噴淋方式下進行濕暴路。表4給出了使用凝露或噴淋的具體試驗條件。如使用凝露或噴淋,具體的步驟和所用暴露條件應(yīng)在試驗報告中說明.

表4給出了要求控制相對濕度與不要求控制濕度的試驗條件。
注:擬露的持續(xù)時間，噴淋周期.或空氣相對漫度可對聚合物的光降解產(chǎn)生顯著影響。
4.5.2相對濕 度控制裝置
暴露過程中可以對相對濕度進行控制。對要求控制相對濕度的試驗,用來測量相對濕度的傳感器的位置應(yīng)符合ISO4892-1中的規(guī)定。對于控制相對濕度的試驗,裝置應(yīng)能維持相對濕度在要求值的土10%以內(nèi)。
4.5.3噴淋和凝露系統(tǒng)
試驗箱應(yīng)按規(guī)定條件在試樣正面安裝間歇凝露或間歇噴淋的裝置。凝露或噴淋應(yīng)在試樣表面均勻分布。噴淋系統(tǒng)應(yīng)由不會污染噴淋水的耐腐蝕材料制備。
噴到試樣表面水的電導(dǎo)率應(yīng)低于5μS/cm,不溶物含量小于1μg/g,且在試樣表面不留下可見的污跡或沉積物。硅含量應(yīng)保持在0.2 μg/g以下?？衫萌ルx子和反滲透作用相結(jié)合來制備所需質(zhì)量的水。
4.6試樣架
試樣架應(yīng)由不會對暴露結(jié)果產(chǎn)生影響的惰性材料制備。背板的存在及背板所用材料會對試樣產(chǎn)生影響,因此背板的使用應(yīng)由相關(guān)方商定。4.7性能變化評價設(shè)備
用于評價性能變化的設(shè)備應(yīng)符合ISO4582的要求。
5試樣
見ISO 4892-1.
6試驗條件
6.1輻照
除非另有規(guī)定,按表4的輻照條件來控制輻照度。也可由相關(guān)方商定使用其他的輻照條件。輻照度及其測試波長帶寬應(yīng)在試驗報告中注明。

6.2 溫度
相對于太陽輻射、氙弧燈和碳弧燈,熒光紫外燈發(fā)射很弱的可見光和紅外光。不像太陽輻射,熒光紫外設(shè)備中試樣表面的加熱主要靠穿過平板的熱空氣的對流作用。因此,黑板溫度計、黑標(biāo)溫度計、試樣表面以及試驗箱內(nèi)空氣的溫度相差–般小于2C。ISO4892-1中推薦的白標(biāo)溫度或白板溫度的附加測量是不必要的。
為了參考,表4列出了黑標(biāo)溫度。黑板溫度計可用來代替黑標(biāo)溫度計。
注:試樣的表面溫度是–個極重要的暴露參數(shù)。通常,降解過程隨著溫度升高面加快。加速暴露試驗所容許的試樣溫度取決于受試材料和所考慮的老化評價標(biāo)準。
經(jīng)所有相關(guān)方商定可使用其他的溫度,但應(yīng)在試驗報告中注明。
如使用凝露周期,溫度的要求適用于凝露周期的平衡狀態(tài)。如果使用噴淋,對溫度的要求適用于干周期末期。如果在短時間內(nèi)溫度未達到穩(wěn)定,應(yīng)在沒有噴淋的條件下維持指定的溫度,并記錄干周期內(nèi)的最高溫度。

6.3試驗箱內(nèi)空氣相對濕度
暴露過程中可不控制箱體內(nèi)空氣相對濕度而允許其波動,也可控制其相對濕度。表4列出了暴露循環(huán)。
6.4凝露和噴淋循環(huán)
凝露和噴淋循環(huán)應(yīng)由相關(guān)方商定,但推薦使用表4中列出的一種循環(huán)。
6.5暗周期 的循環(huán)
第3種和第4種循環(huán)條件適用于光源連續(xù)輻照的試驗?？墒褂酶鼜?fù)雜的循環(huán),這些循環(huán)可包括高濕度和/或在試樣表面產(chǎn)生凝露的暗周期。應(yīng)在試驗報告中注明試驗的詳細條件.
6.6 暴露條件.
表4給出了人工氣候老化(方法A).窗玻璃后日光(方法B)和2型(UVB-313)燈(方法C)進行試驗的多組暴露循環(huán)條件.

7步驟
7.1概述
在每個試驗中,建議每種被測材料至少暴露三個平行試樣以便對結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)評估。
7.2試樣的安裝
將試樣以不受任何應(yīng)力的方式固定在設(shè)備中的試樣架上。每個試樣應(yīng)作不易消除的標(biāo)記,此標(biāo)記的位置不應(yīng)影響后續(xù)的試驗。為了檢查方便,可以設(shè)計試樣放置的布置圖。
如有需要,對用來測定色差和外觀變化的試樣,可在試驗過程中用不透明的遮蓋物來遮住試樣的一部分,以比較暴露面和非暴露面。這有利于檢查試驗進程,但試驗數(shù)據(jù)應(yīng)通過與避光保存試樣的對比得到。
為保證暴露條件- -致,暴露區(qū)域應(yīng)放滿試樣。如有需要,使用空白平板。
7.3 暴露
在試驗箱內(nèi)放置試樣前，確保設(shè)備在要求的條件(見第6章)下運行。按選定的試驗條件對設(shè)備進行設(shè)置,使其在選定的整個暴露周期內(nèi)持續(xù)運行。選擇的試驗條件應(yīng)由所有相關(guān)方商定并在所用設(shè)備條件范圍之內(nèi)。在整個暴露過程中維持試驗條件不變,應(yīng)盡量減少設(shè)備檢修和試樣檢查引起的試驗中斷。
在試樣暴露過程中定期對輻照度進行測量。必要時,按ISO4892-1的規(guī)定在暴露過程中對試樣進行換位,保證所有暴露強度的均勻性。
如有必要取出試樣做定期檢查,注意不應(yīng)觸摸或干擾試驗面。檢查完后,應(yīng)按之前的試驗暴露面方位將試樣放回試樣架或試驗箱。
7.4 輻照暴露的測量
如果需要,安裝輻照儀測量試樣暴露面的輻照度。
進行輻照暴露時,暴露間隔以暴露面單位面積上所受輻照能量來表示,當(dāng)波長范圍為290nm~400 nm時,其單位為焦耳每平方米(J/m*);或者當(dāng)波長為一選定值時(如:340 nm) ,單位為焦耳每平方米納米[J/(m’●nm)]。
7.5暴露后性能變化的測定
應(yīng)按Iso4582的規(guī)定進行性能變化的測定.

8、試驗報告：
見ISO 4892-1

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