GB/T16422.3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法

GB/T16422.3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法，第3部分：熒光紫外燈。GB/T16422.3標(biāo)準(zhǔn)主要講述的是紫外線測(cè)試方法。標(biāo)準(zhǔn)里包含了氙弧燈和熒光紫外燈的要求和測(cè)試方法。

2規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
ISO 4582塑料在玻璃下 日光.自然氣候或?qū)嶒?yàn)室光源暴露后顏色和性能變化的洲定(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(shí)驗(yàn)室 光源暴露試驗(yàn)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(hù)適當(dāng)時(shí),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(yàn)條件需控制濕度時(shí),在光照和暗周期過程中試驗(yàn)箱的空氣相對(duì)濕度;注:熒光紫外設(shè)備通常不提供相對(duì)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(shí)間安排。

GB/T16422.3標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)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(yàn)設(shè)備中進(jìn)行暴露的試驗(yàn)方法,該方法用于模擬材料在實(shí)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(píng)定以及塑料間的耐候性對(duì)比試驗(yàn)。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(yàn)需要。
特定材料的試樣制備和結(jié)果評(píng)估參考其他的國家標(biāo)準(zhǔn)。總則在GB/T 16422.1中給出。
注:色漆、清樓和其他涂料的費(fèi)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(yàn)過程可包括試樣表面上輻照度和輻射暴露量的測(cè)量。
3.6建議將一種已知性能的相似材料(對(duì)照物)與試驗(yàn)試樣同時(shí)暴露來提供標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)。
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(jìn)行比較,除非在用于材料測(cè)試的設(shè)備間已建立了合適的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系。
4設(shè)備
4.1實(shí)驗(yàn)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(shí)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(fèi)光燈對(duì)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(shí)，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(duì)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(duì)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(yàn)報(bào)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(huì)發(fā)射低至A 2854 nm的輻射 ,這會(huì)引發(fā)在
最終使用環(huán)境中不會(huì)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(zhǔn)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(huì)隨著持續(xù)使用而顯著老化。如果沒有使用自動(dòng)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(shí)對(duì)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(cè)一個(gè)典型的1A型(UVA-340)燈是否符合本表要求,應(yīng)測(cè)量250 nm~400 nm的光譜輻照度。通常,以2 nm為間隔來測(cè)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(duì)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(cè)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(shí),極限值可能會(huì)發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對(duì)于所有測(cè)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(duì)輻照度范圍由設(shè)備制造商推薦的暴端區(qū)城內(nèi)50個(gè)點(diǎn)的輻照測(cè)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?yàn)樗鼈冎皇谴頊y(cè)量數(shù)據(jù)的最小值和最大值。對(duì)于任一單獨(dú)的光譜輻照度分布,本表中各帶寬計(jì)算得到的百分比加和為100%。對(duì)于任一1A型(UVA-340)熒光燈,每一帶寬內(nèi)計(jì)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。可以預(yù)測(cè)到使用不同的1A型(UVA-340)燈的暴露試驗(yàn)結(jié)果會(huì)不同,因?yàn)楣庾V輻照度隨誤差允許大小面變動(dòng)。聯(lián)系熒光紫外燈的制造商來獲取所用1A型(UVA-340)燈詳細(xì)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(duì)空氣質(zhì)量為1.0.標(biāo)準(zhǔn)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(cè)得的。這些數(shù)據(jù)僅供參考和作為一個(gè)目標(biāo)值。
對(duì)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(huì)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(cè)一個(gè)典型的1B型(UVA-351)燈是否符合本表要求，應(yīng)測(cè)量250 nm~400 nm的光譜輻照度。然后將每一研究?jī)?nèi)的總輛照度加和,再除以290 nm~400 nm間的總輻照度，
針對(duì)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(cè)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(shí),極限值可能會(huì)發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對(duì)于所有測(cè)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?yàn)樗鼈兇砹怂脺y(cè)量數(shù)據(jù)的最小值和報(bào)大值。對(duì)于任一單獨(dú)的光譜輻服度分布,本表中各帶寬計(jì)算得到的百分比加和為100%。對(duì)于在一1B盟(UVA-351)熒光燈,每一帶寬內(nèi)計(jì)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(cè)到使用不同的1B型(UVA-351)燈的暴露試驗(yàn)結(jié)果會(huì)不同,因?yàn)楣庾V輻照度隨誤差允許大小而變動(dòng)。聯(lián)系熒光紫外燈的制造商來獲取所用1B型(UVA-351)燈詳細(xì)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(gè)目標(biāo)值。
對(duì)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(huì)因暴巋試樣的數(shù)最和它們的反射率的不同而不同。

針對(duì)不同產(chǎn)晶批次和不簡(jiǎn)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(cè)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(shí),極限值可能會(huì)發(fā)生微小變化。最小限值和最大限值相對(duì)于所有測(cè)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?yàn)樗鼈兇砹怂脺y(cè)量數(shù)據(jù)的最小值和最大值。對(duì)于任一單獨(dú)的光譜輻照度分布,本表中各帶寬計(jì)算得到的百分比加和為100%。對(duì)于任一2型(UVB-313)熒光燈,每一帶寬內(nèi)計(jì)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。可以預(yù)測(cè)到使用不同的2型(UVB-313)燈的暴解試驗(yàn)結(jié)果會(huì)不同,因?yàn)楣庾V輻照度隨誤差允許大小而變動(dòng)。聯(lián)系熒光紫外燈的制造商來獲取所用2型(UVB-313)燈詳細(xì)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(duì)空氣質(zhì)量為1.0.標(biāo)準(zhǔn)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(cè)得的。這些數(shù)據(jù)僅供參考。
對(duì)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(huì)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(cè)一個(gè)典型的2塑(UVB-313)燈是否符合本表要求,應(yīng)測(cè)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(yàn)箱
暴露試驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)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(shí),試驗(yàn)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(jìn)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(dòng)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(jì)/黑板溫 度計(jì)使用的黑標(biāo)或黑板溫度計(jì)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(jìn)行濕暴路。表4給出了使用凝露或噴淋的具體試驗(yàn)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(yàn)報(bào)告中說明.

表4給出了要求控制相對(duì)濕度與不要求控制濕度的試驗(yàn)條件。
注:擬露的持續(xù)時(shí)間，噴淋周期.或空氣相對(duì)漫度可對(duì)聚合物的光降解產(chǎn)生顯著影響。
4.5.2相對(duì)濕 度控制裝置
暴露過程中可以對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行控制。對(duì)要求控制相對(duì)濕度的試驗(yàn),用來測(cè)量相對(duì)濕度的傳感器的位置應(yīng)符合ISO4892-1中的規(guī)定。對(duì)于控制相對(duì)濕度的試驗(yàn),裝置應(yīng)能維持相對(duì)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(yàn)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(huì)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。可利用去離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(huì)對(duì)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(huì)對(duì)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(píng)價(jià)設(shè)備
用于評(píng)價(jià)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(yàn)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(cè)試波長(zhǎng)帶寬應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。

6.2 溫度
相對(duì)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(duì)流作用。因此,黑板溫度計(jì)、黑標(biāo)溫度計(jì)、試樣表面以及試驗(yàn)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(cè)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(jì)可用來代替黑標(biāo)溫度計(jì)。
注:試樣的表面溫度是–個(gè)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(yàn)所容許的試樣溫度取決于受試材料和所考慮的老化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)所有相關(guān)方商定可使用其他的溫度,但應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)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(duì)溫度的要求適用于干周期末期。如果在短時(shí)間內(nèi)溫度未達(dá)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(yàn)箱內(nèi)空氣相對(duì)濕度
暴露過程中可不控制箱體內(nèi)空氣相對(duì)濕度而允許其波動(dòng),也可控制其相對(duì)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(yàn)。可使用更復(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(yàn)報(bào)告中注明試驗(yàn)的詳細(xì)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(jìn)行試驗(yàn)的多組暴露循環(huán)條件.

7步驟
7.1概述
在每個(gè)試驗(yàn)中,建議每種被測(cè)材料至少暴露三個(gè)平行試樣以便對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)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(gè)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(yàn)。為了檢查方便,可以設(shè)計(jì)試樣放置的布置圖。
如有需要,對(duì)用來測(cè)定色差和外觀變化的試樣,可在試驗(yàn)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(yàn)進(jìn)程,但試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)通過與避光保存試樣的對(duì)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(yàn)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(yùn)行。按選定的試驗(yàn)條件對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置,使其在選定的整個(gè)暴露周期內(nèi)持續(xù)運(yùn)行。選擇的試驗(yàn)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(gè)暴露過程中維持試驗(yàn)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(yàn)中斷。
在試樣暴露過程中定期對(duì)輻照度進(jìn)行測(cè)量。必要時(shí),按ISO4892-1的規(guī)定在暴露過程中對(duì)試樣進(jìn)行換位,保證所有暴露強(qiáng)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(yàn)面。檢查完后,應(yīng)按之前的試驗(yàn)暴露面方位將試樣放回試樣架或試驗(yàn)箱。
7.4 輻照暴露的測(cè)量
如果需要,安裝輻照儀測(cè)量試樣暴露面的輻照度。
進(jìn)行輻照暴露時(shí),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(zhǎng)范圍為290nm~400 nm時(shí),其單位為焦耳每平方米(J/m*);或者當(dāng)波長(zhǎng)為一選定值時(shí)(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(cè)定
應(yīng)按Iso4582的規(guī)定進(jìn)行性能變化的測(cè)定.

8、試驗(yàn)報(bào)告：
見ISO 4892-1

推薦使用科賽德品牌熒光紫外耐候試驗(yàn)箱。