汽車非金屬材料紫外加速老化測試方法

GB/T××××—××××PAGE4PAGE1發(fā)布中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會××××-××-××發(fā)布中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局中國國家標準化管理委員會××××-××-××實施××××-××-××發(fā)布汽車非金屬材料紫外加速老化測試方法AcceleratedexposureofautomotivenonmetalmaterialsusingafluorescentUVandcondensationapparatus（征求意見稿）GB/T××××—××××中華人民共和國國家標準ICSGB/T××××—××××PAGEI前言本標準修改采用國際先進標準SAEJ2020-2002《應用熒光紫外和冷凝裝置對汽車外飾材料進行加速暴露的試驗方法》。本標準與SAEJ2020-2002的主要差異如下：――刪除“4.2節(jié)”中“當整流器在102V提供430mA受限電流時，長度為1200毫米的熒光紫外線燈管的額定功率是40瓦”；――將“6.2試驗樣品要暴露在一個兩側面積為高210毫米，寬900毫米的裝置中，如圖3所示?！备臑椤?.2試驗樣品暴露裝置，如圖3所示”；――刪除“6.3節(jié)”及“圖4”，其后的章節(jié)及圖表的序號依次提前――刪除“6.5節(jié)”；――增加“6.4節(jié)”及“表1”――刪除“6.7.2節(jié)”及“6.7.3節(jié)”；――刪除“第8章”；――刪除“A.2.3節(jié)”；――刪除“B.1.2節(jié)”；――刪除“B.2.1節(jié)”；――刪除“B.2.5節(jié)”。本標準由全國汽車標準化技術委員會非金屬制品分技術委員會提出。本標準由全國汽車標準化技術委員會歸口。本標準主要起草單位：國家汽車質量監(jiān)督檢驗中心（襄樊）、美國Q-Lab公司中國代表處、中國第一汽車集團公司技術中心、一汽大眾汽車有限公司、神龍汽車有限公司、中國兵器工業(yè)第五九研究所、國家高分子材料與制品質量監(jiān)督檢驗中心本標準參與起草單位：上?？栃虏牧嫌邢薰尽⒍虐罡咝阅芡苛希ㄉ虾＃┯邢薰尽⒑Ｄ掀囋囼炑芯克?、通標標準技術服務（上海）有限公司、奇瑞汽車股份有限公司、金發(fā)科技股份有限公司、比亞迪汽車有限公司、南京汽車集團有限公司、安徽江淮汽車股份有限公司、上海汽車集團股份有限公司乘用車分公司、重慶長安汽車股份有限公司汽車工程研究院本標準主要起草人：柳立志、張恒、孫杏蕾、李菁華、于慧杰、彭彪斌、田月娥、熊志敏、鄭真武、寧賓華、周一兵本標準參與起草人：盧軍、李富生、陳海燕、李小寅、王子翼、陳拯、李張銀、陳廣強、汪浩、朱純金、陳良校、楊如松、田勇PAGE5汽車非金屬材料紫外加速老化測試方法1范圍本標準規(guī)定了應用熒光紫外燈和冷凝裝置對各種類型的汽車外飾件及外飾件材料進行加速暴露的試驗方法。本標準不包括試驗持續(xù)時間等指標，這些指標由相關規(guī)范決定。本標準通過模擬汽車外飾件在實際使用過程中存在的嚴酷環(huán)境條件，達到快速對汽車外飾件及外飾件用材料進行性能評價和預估的目的。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。SAEJ2020應用熒光紫外和冷凝裝置對汽車外飾材料進行加速暴露的試驗方法ASTME207與有相同電動勢溫度性能的標準熱電偶相比較測定單個熱電偶材料的熱電動勢的標準試驗方法ASTME220用比較技術校準熱電偶的標準試驗方法ASTMG113與非金屬材料的自然及人工加速老化測試相關的標準術語ASTMG151非金屬材料暴露于使用實驗室光源的加速測試設備中的測試方法標準ASTMG154非金屬材料暴露于熒光設備的紫外線中的測試方法標準CIE出版物No.85太陽光譜輻照度（1989）ISO9370塑料老化試驗中輻射暴露的儀器測定一般導則和基本試驗方法3術語3.1黑板溫度計blackpanelthermometer一種溫度測量裝置，由表面涂有吸光性黑色涂層的耐腐蝕金屬平板和傳感器組成，用于指示試驗樣品在試驗過程中可能達到的最高溫度。3.2輻照度irradiance接收器單位面積上的輻照功率，單位記作瓦特每平方米W/m2。3.3光譜輻照度irradiance,spectral輻照度的分布是一個波長函數(shù)（W/(m2·nm)）。3.4光譜功率分布（SPD）spectralpowerdistribution光源發(fā)出的絕對或相對輻照功率，或者表示為接收器上的一個波長函數(shù)。3.5熒光紫外線燈fluorescentUVlamp一種燈管，在燈管內(nèi)部，運用磷光體把低壓汞弧發(fā)出的輻射光轉化為一較高波長的紫外線。熒光燈光譜功率分布由磷光體的發(fā)射光譜和玻璃管的紫外線透射率決定。4試驗設備4.1有關設備的詳細描述見ASTMG154。4.1.1試驗箱，由抗腐蝕材料制成，里面裝有8根熒光紫外線燈管，一個用于加熱水的水盤，試驗樣品架，控制和顯示運行時間和溫度的設備。4.2燈管要快速開啟。4.2.1燈管類型如下：a.ASTMG154中表3所述的UVB燈管，輻照峰值對應313nm。這種燈管的典型光譜功率分布見圖1。圖1UVB燈管的典型光譜功率分布圖b.ASTMG154中表1所述的UVA燈管，輻照峰值對應340nm。這種燈管的典型光譜功率分布見圖2。圖2UVA燈管的典型光譜功率分布圖4.3燈管的間隔和排列燈管安裝時分成兩列，每列4根，每列燈管以70毫米的中心間距安裝在同一平面上。4.3.1由于生產(chǎn)技術原因，燈管一端到另一端的發(fā)光強度有輕微變化，為了補償這個變化，每根燈管在其安裝時可與上下兩根燈管的位置翻轉180度。注：可以參照制造商的標志來進行翻轉燈管，標志一般貼在燈管的同一端。4.4測試樣品測試樣品應當安裝在固定的樣品架上，樣品架表面形成的平面與燈等形成的平面平行，距離燈管的最近表面50毫米。4.5冷凝機制加熱水盤產(chǎn)生水蒸汽，水盤在整個樣品測試區(qū)域的下面，所盛水深至少20毫米。樣品架和試驗樣品本身構成測試箱體的側壁。樣品的背面暴露在周圍房間中有冷卻效果的空氣中。因而產(chǎn)生的熱傳遞可使水在測試樣品表面冷凝。4.5.1供水用一個自動調(diào)節(jié)裝置控制水盤水位來供水。既然冷凝機制本身就是通過蒸發(fā)作用在樣品表面形成水滴，那么蒸餾水、去離子水，或自來水在測試中都是適用的。注：推薦應用蒸餾水或去離子水，如果使用自來水可能必須經(jīng)常清理水盤。4.6循環(huán)周期用持續(xù)運行的循環(huán)計時器來設定紫外光照周期和冷凝周期。4.7溫度測量樣品溫度將由大小為75mm×100mm×2.5mm的黑板上的微小傳感器測量。溫度傳感器在30℃到100℃之間的精度為±2℃。溫度顯示器應安裝在試驗箱的外面。要安裝帶有溫度傳感器的黑板，以便傳感器與樣品處于相同的環(huán)境。4.8樣品溫度控制在紫外光照暴露期間，通過向試驗箱供應熱空氣，將選定的平衡溫度維持在設定溫度±3℃以內(nèi)。在冷凝暴露期間，通過加熱水盤里的水，以將選定的平衡溫度維持在設定溫度±34.9試驗箱的位置4.9.1設備安裝在一個溫度為18℃到274.9.2設備安裝時距離墻壁或其它設備至少300毫米。要避免或者隔離附近的熱源，比如烤箱或者加熱試驗設備。4.9.3放置設備的房間要通風以排出產(chǎn)生的熱和濕氣，并把溫度維持在4.9.1所述的溫度。4.10為確保試驗結果的可重復性，按照制造商的說明書來維護和校準設備，具體見附錄A。5試驗樣品5.1樣品的尺寸可以是50毫米×75毫米、75毫米×100毫米、75毫米×150毫米、100毫米×150毫米,或者按照試驗雙方商定的尺寸。5.1.1為了同時暴露測試樣品上原來的和修補的涂層，發(fā)現(xiàn)選取100毫米×150毫米尺寸的樣品是有效的。在這種情況中,每個涂層應該覆蓋一半的樣品，面積為50毫米×150毫米。5.2為了提供不同時間間隔的老化記錄，重復樣是必須的。因為遮擋樣品而防止其受到暴露是困難的，所以推薦在受控的環(huán)境中保持未暴露的樣品。5.3對于絕緣材料樣品，比如塑料或泡沫材料，樣品最大厚度應該是30毫米，以保證足夠的熱量傳遞來實現(xiàn)冷凝。在試驗報告中標注任何比這一厚度厚的樣品。5.4為了提高硬度，柔軟的樣品應該固定在金屬背板上，如0.635毫米厚，3003H14合金背板。5.5如果樣品上的孔大于2毫米或者不規(guī)則形狀的樣品周圍的縫隙大于1毫米，都應該被密封以減少水蒸氣的損耗。多孔滲水的樣品，比如紡織品，應該用金屬等可以屏蔽水蒸氣的背板隔開。6試驗條件6.1把試驗樣品放置在樣品架上，讓其測試表面對著燈管。當試驗樣品沒有完全填滿樣品架時，空出的位置必須用測試板來填滿，以保持試驗箱里的測試條件。6.2試驗樣品暴露裝置，如圖3所示。注：為了避免樣品暴露區(qū)域位置不同引起的變化，不要使用設備中最右端和最左端的樣品架。圖3大部分均勻紫外光照的區(qū)域6.3在冷凝循環(huán)開始的時候啟動所有的暴露測試。為了保證冷凝效果，在冷凝循環(huán)期間每周檢查一次樣品。6.4試驗條件如表1所示。表1試驗條件循環(huán)燈管輻照度(W/(m2·nm))波長(nm)曝曬循環(huán)1UVB-3130.71±0.02310在黑板溫度70℃±3℃下紫外光照8在黑板溫度50℃±3℃下冷凝42UVA-3400.89±0.02340在黑板溫度70℃±3℃下紫外光照8在黑板溫度50℃±3℃下冷凝46.5為了將溫度和紫外光照的變化引起的任何影響減到最低，應該周期性地輪換樣品位置。至少，必須每周水平移動樣品一次，通過(a)把最右端的兩個樣品架移動到暴露區(qū)域的最左端；(b)把剩余的樣品架依次移動到右邊（見圖4）。圖4樣品架的水平移動6.6紫外輻照度6.66.7按規(guī)定時間暴露樣品，特殊要求參照材料及設備制造商的說明。7試驗報告7.1試驗報告應包括以下內(nèi)容：7.1.1實驗室名稱7.1.2試驗材料7.1.3試驗方法7.1.4熒光紫外/冷凝設備的廠商和型號7.1.5熒光紫外燈管的供應商名稱。制造商規(guī)定的燈管名稱，批號或日期編碼，以及輻照峰值對應的波長，例如：UVB，C6批次，313nm。7.1.6紫外暴露循環(huán)的時間和溫度，冷凝循環(huán)的時間和溫度。例如:8小時紫外光照/70℃，4小時冷凝/507.1.7總的暴露時間7.1.8紫外線輻照度的測量結果和暴露測試期間測量的時間間隔詳見附錄A。7.1.9試驗的任何特殊條件附錄A必要的定期維護A.1試驗儀器的維護和校準A.1.1試驗儀器需要定期維護以保證曝曬的均勻性。按照生產(chǎn)說明書進行必要的維護和校準。A.2輻照度的保持A.2.1用A.2.2的方法來保持適當?shù)淖贤廨椪斩?。每隔半年都要運用附錄B中指定的過程來測量系統(tǒng)。A.2.2系統(tǒng)包含一個可編程的控制器，它能連續(xù)監(jiān)測紫外強度。反饋系統(tǒng)通過調(diào)整紫外燈管的功率來維持輻照度。A.2.2.1燈管每工作425±25小時，按照制造商推薦的做法測量光強輸出并校準系統(tǒng)。A.2.2.2當不能再維持設定范圍的中心值時，替換設備中所有的燈管。A.2.2.3運用B.1.3中的程序，每6個月重新校準輻照度校準儀。A.3溫度計校準黑板溫度計每6個月要校準一次，顯示測試溫度的溫度計或電熱偶通過把熱敏元件和一個管裝液體玻璃管溫度計浸入到加熱到約70℃的水中，并且按照ASTME220比較兩個溫度以實現(xiàn)校準，或者按照ASTME207中指定的校準方法來校準。A.4設備中由暴露引起的老化率可以通過暴露老化參照材料來監(jiān)控。A.5水盤的維護每6個月排出水并清理水盤，也可根據(jù)當?shù)厮|情況更頻繁地清洗。水面的大量浮渣或濾渣會抑制水的蒸發(fā)。附錄B輻照度的測量B.1設備需要B.1.1測量輻照度的必需儀器是輻照度計。B.1.2輻照度計用于測量輻照度的輻照度計必需有一個探頭，它能放置在儀器的樣品平面上。該探頭必須在310nm或340nm具有光譜響應，但在400和600nm之間沒有響應。B.1.2為了使儀器之間測量結果一致，必須通過一個專門的過程對輻照度計進行校準。這個過程應用了熒光紫外和冷凝裝置、試驗過程中使用的燈管類型及一個輻照度計。應用于校準過程的輻照度計本身由國家標準和技術協(xié)會(NIST)來校準。輻照度計具有一個半波長為2nm或更小的雙光柵單色器，和一個余弦接收器，如ISO9370中所述，在直射方向±60度之間余弦值的±4%之內(nèi)。B.1.2a.關掉空氣加熱器，穩(wěn)定熒光紫外和冷凝裝置2小時。b.把輻照度計的輸入光學裝置插進中間測試板樣品架頂部的中心位置，并在310nm或340nm記錄輻照度。單位是W/(m2·nm)。c.取出輻照度計并插入需要校準的輻照度計的探頭，如果輻照度計的輸出可調(diào)，調(diào)整校準輻照度計使之與步驟b中測量的輻照度相匹配。如果輻照度計不可調(diào)，計算一個校準因數(shù)把輻照度計的讀數(shù)轉化為適當?shù)妮椪斩戎?。單位為：W/(m