GB T 14522-2008 机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法.荧光紫外灯.pdf

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1、ICS 19040A 21 a园中华人民共和国国家标准GBT 1 4522-2008代替GBT 14522 1993机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法 荧光紫外灯Artificial weathering test method for plastics，coating and rubber materialsused for machinery industrial products-Fluorescent UV lamps2008-06-16发布 2009030 1实施宰瞀髅紫瓣警襻赞星发布中国国家标准化管理委员会捉111GBT 14522-2008目 次前言1范围2规

2、范性引用文件3术语和定义4原理5设备-6试样7试验条件和试验时间8程序9精度与偏差10检测报告附录A(规范性附录) 确定荧光紫外灯相对光谱能量分布的方法附录B(资料性附录)CIE出版物No85：1989表4摘录附录C(资料性附录)典型试验条件示例参考文献I11122455668901刖 吾GBT 14522-2008本标准代替GBT 14522-1993机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法。本标准与GBT 14522 1993相比，主要变化如下：标准名称改为“机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法荧光紫外灯”；删除了有关氙灯暴露试验的内容；增加了第4章“原理”

3、；在设备一章中，不再对设备的具体结构作规定，只提出了性能的要求，增加了对UVA-340、uvA一351、UVB-313三种荧光紫外灯的相对光谱能量分布的规定，增加了有辐照度自动控制系统的设备的相关内容，增加了提供潮湿的另一种方式喷水；在试样一章中，对塑料、涂料、橡胶三种材料分别提出了要求；对试验条件不再做具体的规定；增加了第8章“程序”；增加了第9章“精度与偏差”；增加了规范性附录“确定荧光紫外灯相对光谱能量分布的方法”(见附录A)；增加了资料性附录“CIE出版物No85：1989表4摘录”(见附录B)；增加了资料性附录“典型试验条件示例”(见附录C)。本标准的附录A为规范性附录，附录B、附录

4、C为资料性附录。本标准由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SACTC 8)提出并归口。本标准由中国电器科学研究院负责起草。本标准主要起草人：张志勇。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GBT 14522 1993。机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候老化试验方法 荧光紫外灯GBT 14522-20081范围本标准规定了机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料的人工气候老化试验方法之一荧光紫外灯暴露试验方法。本标准适用于塑料、涂料、橡胶等材料的耐候性比较和筛选试验。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不

5、包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 164221 塑料实验室光源暴露试验方法 第一部分：总则(GBT 164221 2006，ISO 48921：1999，IDT)GBT 9271色漆和清漆标准试板(GBT 9271-1988，eqv ISO 1514：1984)GBT 134522色漆和清漆漆膜厚度的测定(GBT 1345221992，idt ISO 2808：1974)GBT 7762硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验(GBT 7762-2003，ISO

6、 14311：1989，MOD)GBT 2941橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序(GBT 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31存放样品file specimen存放在稳定的条件下用来比较暴露前后性能变化的部分试验材料。32对照材料control一种与试验材料有相似成分和结构的材料，用来与试验材料同时暴露后进行性能比较。33对照样品control speciman用来暴露的对照材料的一部分。34辐照度irradiance单位时间单位面积上所照射的某波长或某波长带通内的辐射能量，单位为wm2。35辐照量radiant expo

7、sure辐照度的时间积分，单位为Jm2。1GBT 14522-200835光谱能量分布spectral power distribution某光源发射的或某物体接受的绝对或相对辐射能量，是波长的函数。37黑板温度计black panel thermometer一种温度测量装置，由一块金属底板和一个热敏元件组成，热敏元件紧贴在金属底板的中央，整个装置的受光面涂有黑色涂层，可以均匀地吸收全日光光谱辐射。38荧光紫外灯fluorescent ultraviolet lamp一种低压汞弧灯，汞弧发出的辐射被磷涂层转换成较长波长的紫外辐射，其光谱能量分布取决于汞弧的发射光谱、磷涂层的发射光谱和玻璃管的紫

8、外辐射透过率。4原理41利用荧光紫外灯的辐射模拟日光中的紫外辐射。42试样暴露于周期性重复的光照和潮湿环境或连续光照的环境中，并且光照和潮湿环境都处于控制的条件下，试样暴露至规定的试验时间。43提供潮湿的常用方式有二种：a) 水蒸气凝露于试样上；b) 向试样喷洒软化水或去离子水。44暴露条件可以通过选择下列不同的选项或设定其不同的值(适用时)而变化：a)荧光紫外灯的类型；b)潮湿暴露的方式；c)光照和潮湿暴露的时间安排；d)光照和黑暗暴露的时间安排；e)辐照度的大小；f)光照暴露期的温度；g)潮湿暴露期的温度。45通过以下方式获得暴露试验的结果：a)试样暴露前后的性能值比较；b)暴露后的试样和

9、存放样品的性能值比较；c) 暴露后的试样和与之同时暴露的对照试样的性能值比较。46除非试验材料在设备之间试验结果的再现性已经确定，在同型号的不同机器上进行暴露试验的结果不宜进行比较。47除非试验材料在设备之间试验结果的相关性已经确定，在不同型号的机器上进行暴露试验的结果不宜进行比较。5设备51光源511本标准应采用荧光紫外灯，荧光紫外灯的辐射主要是紫外线，低于400 ilm的辐射占总辐射的80以上。本标准可以使用三种类型的荧光紫外灯：uvA一340荧光紫外灯：该类型灯的相对光谱能量分布应符合表1的要求，低于300 Dm的辐射占总辐射的百分比小于2，其辐射能量峰值在340 rim波长处。该类型灯

10、一般用来模拟日光中的中短波紫外线。2GBT 14522-2008一一uVA_351荧光紫外灯；该类型灯的相对光谱能量分布应符合表2的要求，低于300 nm的辐射占总辐射的百分比小于2，其辐射能量峰值在351 nm波长处。该类型灯一般用来模拟透过玻璃后的日光中的中短波紫外线。uv昏313荧光紫外灯：该类型灯的相对光谱能量分布应符合表3的要求，低于30071Iyl的辐射占总辐射的百分比大于10，其辐射能量峰值在313 nm波长处。表1 UVA一340荧光紫外灯的相对光谱能量分布波长通带nm 最小值 最大值K290 001290320 59 93320360 609 655360400 265 32

11、8注：表中的数据为给定波长通带内的累计辐照度占总辐照度的百分E ：，总辐照度的波长通带是290 nm400 nm。表2 UVA-351荧光紫外灯的相对光谱能量分布波长通带m 最小值 最大值300 02300A320 11 3 3320360 605 668360400 300 380注：表中的数据为给定波长通带内的累计辐照度占总辐照度的百分比，总辐照度的波长通带是290 am400 nm。表3 UVB-313荧光紫外灯的相对光谱能量分布波长通带nm 最小值 最大值,1290 13 54290A320 478 659320360 269 439360400 17 72注：表中的数据为给定波长通带

12、内的累计辐照度占总辐照度的百分比，总辐照度的波长通带是250 nm400ilm。确定荧光紫外灯的相对光谱能量分布的方法见附录A，CIE出版物No85：1989表4提供了典型气候条件下的太阳光谱辐照度数据，附录B摘录了部分数据，并给出了紫外波段的相对光谱能量分布。512试验中一般采用同一类型的荧光紫外灯，建议不要混合使用不同类型的荧光紫外灯。513荧光紫外灯在使用中会老化，应遵照制造商的指示更换灯管，对于无辐照度自动控制系统的设备，还应遵照制造商的指示进行灯管的位置轮换。514应定期清洁灯管上的脏物、沉积物。52试验箱521试验箱可以有不同的设计，但应由耐腐蚀的材料制成。522试验箱中应包含荧光

13、紫外灯和试样架，荧光紫外灯和试样架的安装位置应保证试样表面的辐照度均匀，并符合GBT 164221的规定。523试验箱中应包含黑板温度计。3GBT 14522-2008524需要时，试验箱中还包含产生饱和水蒸气的装置以形成凝露，例如，水盘和加热器。525需要时，试验箱中还包含向试样表面喷水的装置。53辐射计建议使用辐射计监控试样表面辐射的辐照度。如果使用辐射计，它应符合GBT 164221的要求。54黑板温度计试样温度的监控一般采用黑板温度计，黑板温度计应符合GBT 164221的要求。黑板温度计应安装在一个试样位置上，使其和试样处于同样的暴露条件下。55潮湿551潮湿暴露的方式试样可能暴露在

14、以下两种形式的潮湿中：凝露或喷水。552凝露试验箱可能提供一种在试样暴露面上形成凝露的方式，典型地，通过加热水产生饱和水蒸气，然后在试样上形成凝露。553喷水试验箱可能配备喷水装置向试样间歇性地喷水，水应均匀地喷洒在试样上。喷水系统应由耐腐蚀材料制成，并不会对喷洒水产生污染。喷洒用的水，其电导率应小于5 pScm，总固体溶解物含量应小于1 mgL，硅的含量应小于01 mgL，不应在试样上留下可觉察的沾污或沉积物。56试样架试样架应使用不影响试验结果的耐腐蚀材料制成，当设备提供凝露方式时，试样架的设计应确保试样安装后，有充分的自由空气冷却试样背面从而在试样暴露面产生凝露。57校准设备上的相关仪表

15、，例如，温度计、辐射计、计时器等应定期校准，以确保试验结果的重复性。校准方法和程序应遵照制造商的指示或有关规定。6试样61塑料见GBT164221。62涂料621制备与涂装除非另有规定，按GBT 9271的规定制备试样底板，底板采用相应产品实际使用的材料，如木材、金属、塑料等，底板应平整，其尺寸应适合设备试样架的大小。对于采用凝露的试验，应限制试样的厚度，确保试样的暴露面可以产生凝露。按待试验涂料的特定方法进行涂装，一般只对底板用于暴露的面进行涂装，需要时，可对背面及边缘涂装保护性涂料。622干燥与调节对已涂装的试样按相关标准或方法进行干燥(或烘烤)和状态调节。623涂层的厚度按GBT 134

16、522规定的非破坏性方法测定已干燥涂层的厚度，以微米计。624试样的数量对于每一种涂层，在同一个试验设备上应采用适当数量的试样进行试验，一般不少于3个。4GBT 14522-2008必要时，还应为每一种涂层准备至少一个存放样品，并应储存在室温、避免潮湿和光照的环境下。63橡胶GBT 164221中对试样的要求适应于橡胶。对于在应力状态下的试验，按GBT 7762制备试样。按GBT 2941进行试样的状态调节。64对照样品的使用建议将一个对照样品和试样同时进行暴露，以提供一个比较的标准。7试验条件和试验时间71试验条件在设备的能力范围内，可以采用任何试验条件，试验条件通常是对一个暴露周期而言，包

17、括组成暴露周期的暴露段个数、暴露段顺序、各暴露段时间以及各暴露段条件：a) 是否光照，光照时的辐照度，包括监控的波长带通(适用时)；b)是否冷凝；c)是否喷水；d)黑板温度计温度。采用的试验条件应在试验报告中详细列出。一些典型的试验条件参见附录C，供试验时参考或选用。72试验时间试验时间通常由以下方式确定：a) 明确的时间值(以小时计)或暴露周期数；b)明确的辐照量；c)达到一个特定的性能值。8程序81对每一个试样进行标识，标识符号应位于试样的非检测区，并不易消失或褪色。82确定试样哪些性能需要检测，例如，颜色、光泽、粉化、裂纹等外观性能，拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度等力学性能，在暴露试样前

18、，按照有关标准或规范进行检测。如果有要求，例如，破坏性试验，使用存放样品进行性能检测。83将试样安装在设备的试样架上，试样不应受到附加的应力，对于橡胶试样在应力状态下的试验，其安装方法见GBT 7762。对于检测颜色等外观改变的试验，可以用一个不透明的遮罩遮住试样的一部分，这部分遮盖区域可以和相邻的暴露区域作对比，便于检查暴露的进程，但性能检测的结果应基于存放样品和暴露试样的比较。为了保持试验条件的一致，试样架上所有的空位都应安装耐腐蚀材料制成的平板。是否使用背衬和背衬材料可能会影响试验结果，对于小尺寸试样安装时不能覆盖整个试样架暴露窗口的情况，宜使用背衬来防止水蒸气的逸出。背衬的使用应由试验

19、的有关方确认。84按选择的试验条件设定程序，进行试验直至要求的试验时间，试验期内应维持试验条件的稳定，尽量减少由于维护设备或检查试样引起的试验中断。85试样位置的更换：a) 辐照度最大处一般位于暴露区的中心位置，如果离暴露区中心位置最远处的辐照度具有最大辐照度90以上，没有必要更换试样的位置。确定试样暴露区域内辐照度均匀性的方法见GBT 164221。5GBT 14522-2008b)如果离暴露区中心位置最远处的辐照度是最大辐照度的70至90，应采用下列两种方法之一放置试样或更换试样的位置：1)在试验期内定期更换试样位置，以确保每个试样获得相等的辐照量。更换试样位置的具体方法由有关方协商确定。

20、2) 仅在那些具有最大辐照度90以上的区域放置试样。86如果需要中间检测，宜在干燥暴露段快结束时进行，取放试样时，注意不要触碰和损坏试样的检测表面。检测后，试样应放回原位，检测表面的方位和以前一样。87试验设备需要定期维护来保持试验条件的一致性，应按照制造商的指示进行维护和校准。88暴露结束后，按照有关标准或规范进行性能检测。9精度与偏差91精度911按照本标准进行暴露试验得出的结果的重复性和再现性会随着下列因素不同而变化：试验的材料、检测的性能、暴露试验的条件和周期等。这就限制了“绝对规范”的使用，譬如要求在暴露特定时间后试样的某一性能达到一个特定值。注：在ASTM分委员会G0303主持的联

21、合试验研究中，在不同的实验室中用同样的设备和试验条件对相同的PVC胶带试样进行暴露试验后，试样的60。光泽值表现出显著差异。在该联合试验研究中，还表明一系列材料的光泽值进行分级评价时，在实验室之间具有很高的再现性。912如果一般用途的标准或规范要求按照本标准进行特定时问或辐照量的暴露试验后达到一个明确的性能值。那么，该值应基于一个联合试验获得的结果，在联合试验中已考虑了暴露和性能检测方法带来的可变性。联合试验应按照有关标准进行，并应在所有那些通常进行本暴露试验和性能检测的实验室或机构中抽样选取一些有代表性的试验室或机构参与。913如果一个标准或规范是用于两方或三方，并要求按照本标准进行特定时间

22、或辐照量的暴露试验后达到一个明确的性能值。那么，该值应基于每个实验室至少两次独立无关的暴露试验所获得结果的统计分析。用来确定规范的试验设计应考虑了暴露和性能测试方法带来的可变性。914当按照本标准进行的暴露试验，其结果的再现性尚未通过联合试验确定时，材料的性能要求应通过与一个对照材料的比较(进而分级)来规定。对照样品应与试样同时暴露在同一设备中，使用的对照材料应由有关方认可。应暴露若干个同样的试样和对照样品，以便确定统计上是否有大的性能差异。92偏差因为没有普遍认可的气候老化标准材料，所以不能确定偏差。10检测报告检测报告应包括以下的适用内容：101试样的描述，包括：a)试样及其来源的完整描述

23、；b)试样成分的详细描述；c)试样制备方法的完整描述。例如，涂料试样可包括1)底板材料、厚度和表面处理方法；2)涂装方法；3) 涂层干燥(烘烤)的条件和时间；4)千涂层的厚度；d)试样状态调节的条件和时间。102暴露试验的描述，包括：6GBT 14522-2008a) 设备型号和荧光紫外灯类型；b)71规定的试验条件的完整描述，另外还包括光照时辐照度的平均值及其偏差、黑板温度计温度的平均值及其偏差；c)试验时间，以小时、周期数或辐照量表示；d)背衬材料(如果有采用)；e)试样位置的更换方法(如果有更换)。103各项性能测试结果，结果的表述按有关标准或规范的规定进行。104对引用本标准和其他性能

24、测试标准或规范的描述；105试验日期。GBT 14522-2008附录A(规范性附录)确定荧光紫外灯相对光谱能量分布的方法符合相对光谱能量分布表中规定值是荧光紫外灯暴露试验设备的一项设计指标。设备制造商若声明符合本标准，则应确认其提供的所有荧光紫外灯都符合相对光谱能量分布表中的规定值，并应提供适当的维护方法使在正常使用中可能发生的光谱改变降低到最小程度。本标准的相对光谱能量分布数据是通过矩形积分计算得到的。式A1是使用矩形积分确定相对光谱能量分布的方程。也可使用其他积分方法来计算相对光谱能量分布，但可能会得出不同的数值。当比较某荧光紫外灯的相对光谱能量分布与本标准规定的光谱能量分布时，要使用矩

25、形积分。要确定一支特定的荧光紫外灯是否符合表1、表2或表3的要求，就要在250 nm和400 nm之间测量其光谱能量分布。典型地，应采用2 nm的波长间隔来测量。如果制造厂的光谱测量仪器不能测量低至250 nm的波长，应报告测量的最低波长。测量的最低波长不应大于270 nm。对于确定荧光紫外灯UVB-313的光谱能量分布的符合性时，要求测量范围为250 nm至400 nm。计算每一波长带通之间的累计辐照度，然后除以给定的总紫外辐照度，如式(A1)所示。运用式(A1)时，要求在应用的光谱范围内，使用相同的波长间隔(步长)，例如，2 nm。】一RE。J。一苫100Ea。-=C式中：k以百分比表示的

26、相对辐照度，；B波长A。处的辐照度(对所有波长带通，波的步长应相等)，单位为瓦特每平方米(wm2)；A波长带通的下限，单位为纳米(nm)；B波长带通的上限，单位为纳米(nm)；c用来计算相对光谱辐照度的总紫外带通的下限(UVA-340灯、UVA一351灯为290 nmUVB-313灯为250 nm)，单位为纳米(nm)；，一一辐照度的测量波长，单位为纳米(nm)。附录B(资料性附录)CIE出版物No85：1989表4摘录GBT 1 4522-2008表B1摘录了CIE出版物No85：1989表4给出的太阳光谱辐照度，并给出了紫外波段的相对光谱能量分布。表B1 CIE出版物No85：1989表4

27、摘录相对光谱能量分布(占290 nm400 i-in3辐照度的百分比)波长通带nm 辐照度(Wm2)A290 o00 00290320 406 54320360 2845 382360400 4205 564290400 7456 1000290800 67878GBT 14522-2008附录C(资料性附录)典型试验条件示例表c1列出了荧光紫外灯暴露试验的一些典型试验条件。表C1 荧光紫外灯暴露试验的典型试验条件辐照度 控制波长 黑板温度计温度暴露周期类型 暴露段 荧光紫外灯类型 (Wm2nm)8 h干燥 UVA一340 089士002 340 60士314 h冷凝 000 50士38 h干

28、燥 UVA一340 076土002 340 60士324 h冷凝 000 50土38 h干燥 UVA一340 155士002 340 60士334 h冷凝 000 50士38 h干燥 UVA一340 155土002 340 70士344 h冷凝 000 50士38 h干燥 UVA一340 076土002 340 50士35 025 h喷水 O00 不控制375 h冷凝 000 50士38 h干燥 UVA 340 155士002 340 60士36 025 h喷水 O00 不控制375 h冷凝 000 50土34 h干燥 UVB313 071土002 310 60土374 h冷凝 000 50士

29、38 h干燥 UVB_313 049土002 3lO 70土384 h冷凝 000 50士320 h干燥 UVB_313 062土002 310 80土394 h冷凝 000 50士310 24 h干燥 UVA一351 076土002 310 50土38 h干燥 UVA一340 不控制 60土3114 h冷凝 000 50士34 h干燥 uVA一340或 不控制 60士3124 h冷凝 U313 000 50士38 h干燥 UVA-340或 不控制 70士3134 h冷凝 UvB313 000 50土314 24 h干燥 UVA一35l 不控制 50土3注1：表中所列所有条件都不控制相对湿度。

30、注2：表中辐照度为000，表示荧光紫外灯熄灭。注3：暴露周期1114适用于无辐照度控制的设备。10GBT 14522-2008参考文献1ISO 48921：1999 Plastics Methods of exposure to laboratory light sources-Part l：General guidance2ISO 48923：2006 PlasticsMethods of exposure to laboratory light sources-Part 3：Fluorescent UV lamps3ISO 11507：2007 Paints and varnishes-E

31、xposure of coating tO artificial weathering exposure to fluorescent UV lamps and water4ISO 4665：2006 Rubber，vulcanized or thermoplastic-Resistance to weathering5 ASTM G15106 Standard practice for exposing nonmetallic materials in accelerated testdevices that use laboratory light sources6ASTM G15406

32、Standard practice for operating fluorescent light apparatus for uV exposure of nonmetallic materials7ASTM G11306 Standard terminology relating to natural and artificial weathering tests ofnonmetallic materials8 ASTM E69105 Practice for conducting an interlaboratory study to determine the precisionof atestmethod9CIE Pubilcation No85：1989 Recommendations for the integrated irradianee and the spectral distribution of simulated solar radiation for testing purposes