GB/T23457-2017標準氙弧燈實驗室光源暴露試驗方法

GB/T23457-2017標準氙弧燈實驗室光源暴露試驗方法
1范圍
GB/T23457-2017標準氙弧燈實驗室光源暴露試驗方法規定了熱空氣老化、臭氧老化、人工氣候加速老化(氙弧燈、碳弧光燈、紫外熒光燈)的試驗方法。
本標準適用于建筑防水工程用的瀝青基卷材與涂料、合成高分子卷材與徐料等耐老化性能對比。其他建筑防水材料也可參照使用。
2引用標準
下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB 250–1995評定變色用灰色樣卡
GB 730- -1998紡織品色牢度試驗 耐 光和耐氣候色牢度藍色羊毛標準(eqv ISO 105-B:1994)
GB/T 3511-1983橡膠大氣老 化試驗方法.
GB/T 16777- -1997建筑防水 涂料試驗方法

6.人工氣候加速老化(氙弧燈)
6.1原理
用人工的方法,模擬和強化在自然氣候中受到的光、熱、氧,濕氣、降雨為主要老化破壞的環境因素，特別是光,以加速材料的老化。按標準檢測評定性能變化,從而獲得近似于自然氣候的耐候性。
6.2試驗裝置
6.2.1試驗箱 的中心安裝光源-氙燈,箱內有一個安裝試樣架的轉鼓，設有氙燈功率、溫度、濕度、噴水周期等指示及自控裝置，干濕球溫度自動記錄儀及計時器。箱體有一個控制循環空氣的調節器,用來調節黑板溫度和排出箱內的臭氧。根據需要,箱上還設有光照周期開關。
6.2.2氙燈
氙燈是試驗光源,其光譜的波長從270 nm以下短波紫外區,經可見光譜擴展到紅外區。氙燈發出的輻射要經過濾光,濾掉較短的紫外光波,并盡可能濾掉紅外光波,使達到試樣表面的光譜極接近太陽光的光譜,與表4的光譜能量分布一致。建議選擇波長在290 nm至800 nm間的輻照度為550 W /m2.

氙燈和濾光罩的使用期按該產品的技術要求定期更換。建議氙燈冷卻水用蒸餾水或去離子水。輸水管采用塑料或不銹鋼等耐水腐蝕材料制成,避免采用鐵、銅和錳等金屬。氙燈要定期清洗污漬以達到規定的輻射強度和黑板溫度的要求。
6.2.3試樣架
試樣架用來安放試樣和安裝規定的傳感裝置。試樣架與光源的距離應能使試樣表面所受到的光譜輻照均勻和在允許偏差以內。規定的傳感裝置可用于監控輻照功率和調節發光使輻照波動最小。
6.2.4潤濕裝置
潤濕裝置給試樣曝露面提供均勻的噴水或凝露。可使用噴水管或冷凝水蒸氣的方法來實現噴水或凝躇。
6.2.5控濕裝 置
控濕裝置控制和測量試驗箱內空氣的相對濕度.它由放置在試驗箱空氣流中,但又避免直接輻射和噴水的傳感器來控制。
6.2.6溫度傳 感器
溫度傳感器用于測量和控制試驗箱內空氣的溫度,并可感測和控制規定的黑板傳感器的溫度。
不同型號的設備使用同一種黑標準溫度計(見6.2.6.1)或使用各自的一種黑板溫度計(見6.2.6.2)。溫度計應安裝在試樣架上,使它接受的輻射和冷卻條件與試樣架上試樣表面所接受的相同。
溫度計也可安裝在與試樣距離不相同的另一固定位置上,并進行校定,以得出該溫度計與試樣處于相同距離時的溫度。

6.2.6.1黑標準 溫度計
當黑標準溫度計與試樣在試樣架同- -位置受到輻射時,黑標準溫度近似于導熱性差的深色試樣的溫度。這種溫度計是由長70mm、寬40mm、厚1mm的平面不銹鋼制成。平板朝向對光源的一面,涂上一種耐老化的黑色平光涂層。涂覆后的黑板至少吸收2500nm以內總人射光通量的95%。用鉑電阻傳感器測量平板溫度。傳感器安裝在背向光源的一面,并與平板中心有良好的熱接觸。金屬板的這一面用5 mm厚的,有凹槽的聚偏二氟乙烯(PVDF)底座固定,使它僅在傳感器范圍形成空間。傳感器與PVDF平板凹槽之間的距離約1mm。PVDF板的長度和寬度必須足夠大,以確保在試樣架上安裝黑標準溫度計時,金屬板與試樣架之間不存在金屬接觸。試樣架上的金屬支架與金屬板的邊緣至少相距4 mm。
為了測定試樣表面的溫度范圍及更好地控制設備的輻照度和試驗條件,建議除使用黑標準溫度計外,還增加使用白標準溫度計。白標準溫度計與黑標準溫度計設計相同,它用耐老化的白色涂層代替黑色平光涂層。白色涂層比黑色平光涂層在300~1 000 nm范圜內的吸收至少降低90%,在1 000~2500nm范圍內至少降低60%。
6.2.6.2黑板 溫度計
黑板溫度計仍受到廣泛應用,但各種型號的設備所使用的黑板溫度計在設計上已有許多發展變化。
黑板溫度計是使用一種非絕熱的黑色金屬板底座,這就是黑板溫度計與黑標準溫度計的本質區別.在規定的操作條件下,黑板溫度計的溫度低于6.2.6.1中黑標準溫度計所顯示的溫度。有一種使用的黑板溫度計是由一塊長約150 mm、寬約70 mm、厚約1 mm的平面不銹鋼制成。平板對光源的一-面涂上一層黑色平光涂層。涂覆后的黑板至少吸收2500 nm以內總人射光通t的90%。平板溫度的測量是通過-一個.位于板的中心并與黑板的對光面牢固連接的、已徐黑的桿狀雙金屬盤式傳感器來進行,或是通過測溫電阻傳感器來進行。對于尺寸不同、傳感元件不同和傳感元件固定方式不同的黑板溫度計應在報告中說明。黑板溫度計在試樣架上安裝的形式也應說明。
6.2.7程 控裝置
設備應有控制試樣濕潤或非濕潤時間程序及輻射或非輻射時間程序的裝置。
6.2.8輻射測量儀設備可任選測量試樣表面輻照度E和輻照量H的方法。
輻射儀用一個光電傳感器來測量輻照度和輻照量。光電傳感器的安裝必須使它接受的輻射與試樣，表面接受的相同。如果光電傳感器與試樣表面不處于同一位置，就必須有一個足夠大的觀測范圍,并校定它處于試樣表面相同距離時的輻照度。

輻射儀必須在使用的光源輻射區域校定。并按生產廠的推薦檢查校定,且每年至少進行-次全面的校定。
當進行輻照度測量時,必須報告有關雙方商定的波長范圍.通常使用300~400nm或300~800nm范圍內的輻照度。一些裝置也可供測量特定波長(如340nm)的輻照度。
注:直接比較人工氣候加速設備與自然氣候老化的輻照量,最好使用相間的輻射測量儀。
6.2.9指示或記錄裝置
為了滿足特定試驗方法的要求,試驗箱需有指示或記錄以下操作要素的裝置。
a)電源電壓、燈電壓、燈電流;
b)試驗箱空氣溫度、黑標準溫度或黑板溫度;
c)試驗箱相對濕度、噴水或凝露周期、水的質量;
d)輻照度和輻照量;
e)曝露時間(輻照時間或總曝露時間)。
試驗報告中應說明試驗箱溫度和濕度的測量精度。
6.3試驗條件
黑標準溫度:65C士3C,相對濕度:65%士5%。噴水時間:18min士0.5min,兩次噴水之間的干燥

間隔:102 min士0.5 min。
如果使用水噴淋,規定的溫度是指不噴水最后階段的溫度。若溫度計在一個短循環內不能達到平衡,則規定的溫度就要在未噴水時建立.并且在報告中注明在干燥循環中達到的溫度。如果使用黑板溫度計,則在試驗報告中應注明:溫度計型號、試樣架上的安裝方式、使用溫度。.
6.4試驗步驟
6.4.1試樣 安裝
除另有規定,試樣–般按自由狀態安裝在試樣架上,應避免試樣受外應力的作用。試樣架固定在試驗箱的轉鼓上時,試樣的曝露面要對正光源,試樣工作區面積要完全曝露在有效的光源范圍,并且要方便調換試樣的位置。
在與氙燈軸平行的試樣架上,任意兩點的試樣表面輻照度的變化不應超過10%,否則應定期調換試樣位置,使其在每一位置都得到相等的輻照度。
6.4.2曝露 試驗
開動試驗箱,調好規定的試驗條件,并記錄開始曝露時間。在整個曝鏤期間要保持規定的試驗條件恒定。
放人或取出試樣時,不要觸摸或碰撞試樣表面。
6.4.3輻射最 的測定.
輻射量的測定有兩種方式:
a)連續測定:用積算照度計連續測定累計總輻射量。
b)間斷測定:用輻射計測定-段曝躇時間的輻射量,再求出總的輻射量。
測定時將感光器固定在適當位置上,使感光器所測得的輻射值相當于試樣位置.上的輻射值。輻射量也可以用其他物質標準測定。
6.4.4試驗 周期
試驗期限應根據產品標準決定,以某-規定的曝露時間或輻射量,或性能降至某一規定值時的曝露時間或輻射量。通常可選720 h(累計輻射能量1 500 M]/m2)或更長。
6.4.5性能測定

按預定試驗周期從試驗箱中取出試樣進行各項性能的測定。
6.4.5.1外觀檢測
用目測或儀器檢測試樣表面,評定曝鱷后試樣表面顏色或其他外觀變化。試樣外觀檢測的方法,按
GB/T 3511進行。
6.4.5.2其他性能測試
按產品標準中規定進行。
6.5試驗結 果
試樣老化后的試驗結果可用試樣曝露至某一時間或輻射量時的外觀變化程度或性能變化率表示，
也可用試樣性能變化至某-規定值所需的曝諤時間或輻射量表示。
6.5.1試樣外觀變 化程度分0~4級,按5.5.1的規定進行評定。
6.5.2試樣性能變化可按外觀、拉伸性能變化率、低溫柔度或產品標準規定進行。
6.6試驗報告
試驗報告包括如下內容:
a)試驗目的和要求;
b)采用本標準名稱及代號:
c)試樣名稱、規格和數量;
d)試驗箱型號、氙燈型號和過濾光罩的類型;
e)輻射強度、黑板溫度和相對濕度;

f)降雨周期和水的pH值;
g)測定輻射量的方法和所測波長范圍;
h)試驗時間和期限;
i)測試項目和試驗結果;
j)試驗者及其他。