GBT145522 紫外/氙燈加速老化試驗(yàn)方法

GBT145522 紫外/氙燈加速老化試驗(yàn)方法

 



 

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。

• 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、橡膠材料不同種類材料或同種類不同配方材料的耐濕戶外氣候性能<以下簡(jiǎn)稱耐候性>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 la

Mp as light sourve>

   以氙燈作光源，模擬比強(qiáng)化到達(dá)地面的日光光譜，并適當(dāng)控制溫度、濕度的噴水條件的實(shí)驗(yàn)。

2.3紫外區(qū) ultraviolet   regions

   紫外區(qū)分UV-A波長(zhǎng)范圍315~400nm; UV-B波長(zhǎng)范圍280~315nm；UV-C＜ 280 nm的輻照。

2.4熒光紫外燈fluoresvent UV lamp

   是波長(zhǎng)為254 nm的燈壓汞燈，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/m²表示。因?yàn)?/span>輻照是按不同的波長(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

 
    表面輻照度隨波長(zhǎng)的函數(shù)，以某一波長(zhǎng)的W/m²表示，通常日光的輻照度以每10nm波段的W/m表示，

    國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局1993-06-10批準(zhǔn)

94-03-01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W/m²、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，而熒光燈紫外通常以相對(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實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)由耐腐性金屬材料制成，包含8支熒光紫外燈，盛水盤，試驗(yàn)樣品架和溫度、時(shí)間控制系統(tǒng)及指示器

 

  熒光紫外線/冷凝試驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)裁面圖

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)為1220mm，試驗(yàn)箱均勻工作區(qū)域的范圍為900×210mm。

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

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 mm

3.1.5試驗(yàn)樣品應(yīng)固定安裝的距燈表面的zui近平行面50 mm的位置。試驗(yàn)樣品和它的支架結(jié)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)品表面的冷凝階段產(chǎn)生穩(wěn)定的暴露條件，試驗(yàn)箱應(yīng)由底部經(jīng)巷外壁和試驗(yàn)樣品的通道產(chǎn)品自然空氣對(duì)流。

3.1.6水蒸汽由加熱箱底的盛水盤產(chǎn)品，水深不大于25mm，并有供水自動(dòng)控制器，盛水盤應(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 mm、高100 mm、厚2.5 mm黑色鉛版<以下簡(jiǎn)稱為黑板>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30-0℃的試驗(yàn)室內(nèi)，容差為±1℃，關(guān)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實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)放置于溫度為15-35℃的試驗(yàn)室內(nèi)，距離墻300 mm，并應(yīng)防止其他熱源的影響，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣保持強(qiáng)烈的流暢，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)射的關(guān)源波長(zhǎng)范圍是從低于270 mm直到紅外區(qū)，氙燈要經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V光個(gè)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)樣品表面的光譜與達(dá)到地面的陽(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，巷內(nèi)設(shè)加熱器。

   為了減少氙燈冷卻水污染燈和濾光罩，冷卻說用蒸餾水或去離子水，冷卻水采用耐水腐蝕材料制成，如不繡鋼、塑料等，應(yīng)避免采用鉛、銅、鐵和青銅。

3.2.3樣品架應(yīng)由隋性材料制成，如鋁合金、不繡綱或木質(zhì)材料，鄰近樣品處避免有青銅、鋼和鐵的構(gòu)件。

4.試驗(yàn)條件

4.1熒光紫外線試驗(yàn)

4.1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)。

4.1.4在光照400-450H后，每排燈管需要換一支熒光燈管，燈的有效壽命1600-1800H。

4.1.5在更換燈管時(shí)，應(yīng)檫干盛水盤和進(jìn)行清潔，避免形成水垢。

4.2氙燈人工氣候試驗(yàn)

4.2.1輻照強(qiáng)度在300-890mm波長(zhǎng)范圍內(nèi)為1000±200W/m²；低于300nm應(yīng)不超過1W/ m²；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)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)。

4.2.4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程中會(huì)逐漸老化，沉積水后或由其他原因，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)，消洗氙燈和濾光罩，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75mmx150mmx1.0~1.5mm.。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20mm，以保證足夠的熱交換⑩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1mm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)施加壓力，為了避免因試驗(yàn)樣品暴露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，合理的排列和固定在旋轉(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)過四步構(gòu)成一交換循環(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外光的評(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

• 試驗(yàn)方法

熒光紫外線試驗(yàn)或氙燈試驗(yàn)：

• 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：

• 試驗(yàn)時(shí)間：
• 試驗(yàn)材料名稱和型號(hào)：
• 試驗(yàn)樣品的尺寸和制備方法：
• 試驗(yàn)設(shè)備

設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、氙燈試驗(yàn)時(shí)的氙燈和濾光罩類型：

• 試驗(yàn)結(jié)果：
• 試驗(yàn)日期和人員。