【国家标准(GB)】 非金属材料曝露试验用的有水和无水光曝露设备(氙弧型)及实施方法

中华人民共和国国家标准
非金属材料乐落试验用的有水
和无水光螺鑫设备（鼠弧型）
及实施方法
Operating light-exposure apparatus(xenon-arc type) with and without waterand testing method for exposure of nonmetallic materials1主题内容与适用范胞
GB 11189.1--89
本标准规定了以氙弧灯为光源的有水和无水光曦露设备的操作程序，并涉及了露设备的基本原理。
本标准适用于在规定的条件下，对非金属材料进行如速赚需试验，对试验材料的最适宜的曝露条件不作规定，而只限于获得、测量及控制条件的方法和曦露的操作程序。试样制备、试验条件及结果的评定按产品标准规定进行。
2引用标准
评定变色用灰色样卡
GB730耐光和耐气候色牢度蓝色羊毛标准漆膜耐候性评级方法
GB 1766
漆膜老化(人工加速)测定法
GB1865
纺织品耐光色牢度试验方法日光GB8426
纺织品光色牢度试验方法氙
GB 8427
GB8430
纺织品耐气候色牢度试验方法氙弧GB9344
塑料氙灯光源嗪露试验方法
3方法捷要
3.1本标准包括四种试验方法。
3.1.1方法A：连续光曝露和周期性喷水，3.1.2方法B;有光和无光交替曝露及周期性籁水，3.1.3方法C:不喷水的连续哦露；3.1.4方法D不喷水的有光和无光交替曝露。3.2具有不同曝露条件的几种类型设备均适用于非金属材料作赚露试验。对于光-水曦露设备来说，不能规定出单一的操作程序，直接模拟天然露。本实施方法不包括特意采用戚者别种型式的加速耐候试验。
3.3由于自然环境随著时间、地理位置和地势的变化而变化，天然曝露的作用也必然不同。同一环境条件下，对不同材料的影响程度也不相同，因此，对所研究的材料未能确立定量关系时，不应说采用本标准中华人民共和国化学工业部1989-03-01批准1990-01-01实施
所得到的结果等于任一天然曦露的结果。GB11189.189
3.4在本标准允许限度内，不同类型的设备之间，相同类型设备之间，操作条件不同时，其试验结果都可能不同，因此，除在附录A（补充件）所示的报告形式中或在参考程序中另有规定外，对使用本标推所得到的结果不另加附注说明。
3.5本标准可能涉及到有危害性的操作和装置，但在标准中未阐明和它的应用有关的安全问题，因此，应用本标准的人员有贵任事先查阅和确定适当的安全和卫生措施，并确定其规章限制的适用范围。4设备
4.1水冷型
4.1.1设备类型
所用的设备应以水冷型氙灯为辐射源，并应是下述通用型中的一种或其等效设备：a.A型：氙灯垂直装在直径为508mm的垂直试样转架或直径为648mm的倾斜试样转架的中心轴上。装有自动编制温度和循环程序的装置、相对湿度调节的装置。试样转架的转速为1士0. 1 r /min。b.AH型：除带有湿度自动控制外，曝露装置和A型相同。c.B型：氙灯垂直装在直径为960mm的试样转架的中心轴上。装有自动编制温度和循环程序的装置、湿度调节装置。试样转架的转速为1士0.1r/min，d.BH型：除带有湿度自动控制外，露装置和B型相同。4.1.2试验条件控制
4.1.2.1氙灯
4.1.2.1.1所用的氙灯应是“长”水冷型，可用合适的电抗变压器和50或60Hz电源装置操作。为了导引冷却水流和模拟设计的光谱能量分布，颂孤灯应使用圆柱形内、外层滤光器。4.1.2.1.2为达到本标准的要求，氙灯应由石英氙气燃烧管和一种下述滤光器组合构成：a。光学（硅酸硼)玻璃内、外层滤光器，模拟太阳光整个光化学区的光谱能量分布；b.红外吸收玻璃内层滤光器与石英外层滤光器，模拟太阳光（300-1000nm）的光谱能量分布，c.光学（硅酸硼）玻璃内层滤光器与钠钙玻璃外层滤光器，模拟通过窗玻璃可滤掉的太阳光（光化学波长)的光谱能量分布，
d。红外吸收玻璃内、外层滤光器，模拟可通过窗玻璃滤掉的太阳光（300～1000nm）的光谱能量分布，
e。石英内、外层滤光器，近似地球大气不能滤去的太阳光强度。4.1.2.1.3为避免因过度光使辐射强度下降及避免受高强紫外线能量的影响，因应力作用而引起滤光器破裂，内外层滤光器应定期更换。A型、B型设备内、外滤光器的推荐使用时限是：内滤光器分别为300h和400h，外滤光器分别为1500h和2000h。4.7.2.2氙灯冷却水
让蒸馏水或去离子水以适当的流速通过氙灯进行回流，以除去多余的热量。在回流线上应安装热交换器以冷却回流水，并在近氙灯进水口处装上滤筒软化器使氙灯燃烧管的石英外壳污染减至最小。4.1.2.3辐照度
4.1.2.3.1由于氙灯在连续使用中，辐射能力逐渐下降，滤光器的透射特性也会改变，所以，在设备内应有一个能逐渐增加氙灯的瓦数的装置（自动或手动的）以使在试样表面上的辐照度变化最小。氙灯燃烧管和滤光器在最初使用的20h内光学性能变化最大，为此，当不希望辐照度的变化速度较快时，可选用经预老化的燃烧管和滤光器进行试验。这样，对于对比性的常规试验来说，可省去20h的预老化。
4.1.2.3.2许多非金属材料对光波的吸收是有选择性的，其吸收的能量则取决于入射射线的波长。若需对不同时间曝露的试样进行比较，则应先检测光化学有效波长的辐照度，然后将试样在已知辐照度的662
GB11189.1—89
条件下曝露，并将辐照度对时间积分，以使不同时间曝露的试样能在相同辐射能的露条件下作比较。4.1.2.3.3利用辐射计能有效地监测连续光谐各个部分的辐照度，可用曝露周期代替试验时间周期来规定达到彼此一致的照射水平所需进行的曝露。通常以夏季中午的入射阳光为基础，北纬42°处所提供的某些最小的辐照度是：8
320nm处0.25W/m21nm带通，
340nm处，0.5W/m2、1nm带通；
380nm处，1.0W/m2、1nm带通，
420nm处，1.5W/m2、1nm带通。
总辐照度应不超过1500W/m2。
以普通玻璃窗后面的、夏季中午的入射阳光为基础，北纬42°处所提供的某些最小辐照度是：b.
340nm处，0.25W/m2、1nm带通；380nm处，0.80W/m21nm带通，
420nm处，1.35W/m.1nm带通。
总辐照度应不超过1300W/m2。
检测辐照度和定期手工调节瓦数以校正强度变化时，在检测波长下不能使辐射的最小强度保c.
持在10%的允许误差的灯具不应使用。用焦耳每平方米表示的辐射能是辐照度乘晒时间(s)的积。4.1.2.3.4不带辐射计的氛弧型曝露设备，应以定期增加输入功率的方法使氙灯辐照度的下降减至最小程度。增加输入功率的时间间隔可按有关规定或氙灯的辐照度随点燃时间衰减的特性来确定，也可采用下述a.、b.、c.、中所推荐的时间与功率的关系表。a。带硅酸硼光学玻璃滤光器的2500W氙灯，其点燃时间与推荐输入功率的关系见表1。表1
时间，h
20~200
200~400
400~600
600~800
800~1000
1000~1200
1200~1500
见表2。
功率，W
带4.1.2.1.2a中硅酸硼光学玻璃滤光器的6000W氙灯，其点燃时间与推荐输入功率的关系表2
时间，h
20～100
100~250
250400
400~550
550～700
700~850
850～1000
功率，
GB11189.1—89
带4.1.2.1.2a中硅酸硼光学玻璃滤光器的6500Wα灯，其点燃时间与推荐输入功率的关系见表c.
时间，h
20~100
100~200
200~500
500～1000
1200～1500
15002000
2000以上
4.1.2.4温度
功率，w
试验温度用装在试样架上经受与试样相同条件的黑板温度计进行测量和调节。黑板温度计应由用机械方法将不锈钢双金属表盘式温度计固定在70mm×150mm×0.95mm的不锈钢板上制成。温度计在直径为44.5mm的表盘上有一长约4mm的管，从管末端向外延伸约38mm的灵敏部分应放在板的中心位置，距板的项部约64mm，距底部48mm。板表面与附属的温度计管应用具有较好耐光性的烘干型熏色红外线吸收涂料涂装。4.1.2.4.1可以得到与表盘式温度计相同温度值的装在黑板表面中心的热电偶温度计或电阻温度计均可以代替使用。
4.1.2.4.2设备底部的鼓风机应送出通过试验箱和所有试样的空气流。用控制从鼓风机送出的慎定体积空气的恒定温度方法来控制试样和黑板温度。应该在不喷水时，温度达到稳定后，通过试验箱门上的视孔读取黑板温度。
4.1.2.5相对湿度
4.1.2.5.1A、AH、BH型和一些B型设备，装有电热蒸发器，以使空气在进入试验箱之前先通过底部的增凝器增加其湿度。
a.A型和有蒸发器的B型设备运转时，开启增器的手动开关后，蒸发器即可连续运转。这类设备可按只在无光循环期间运转蒸发器的程序工作。供给蒸发器的水温不加控制。b。AH 和BH 型设备中，蒸发器的运转是用球恒温器自动控制的。供给蒸发器的水温是用恒温调节漫入式电热水器自动控制。氙灯用程序控制元件开关时，可以自动控制恒温器两个单独程序间的变换。
上述设备的相对湿度可用装在试验箱出口的蒸发器处的空气流中的干、球温度计测定。4.1.2.5.2不具备蒸发器的B型设备中，其相对湿度是通过试验箱底部水的蒸发和对试样喷水来控制。所产生的相对湿度与带有用元件操作的蒸发器的A、B型设备和漫入式热水器的AH、BH型设备所产生的相对湿度基本相同。
相对湿度可用装在试样转架上夹具内的干、湿球温度计测定。4.1.2.6喷水装置
用作光-水曝露试验的设备应有图1和图2中所示的试样喷雾装置，其所有部件都应用不锈钢、塑料或不污染水质的其它材料制成。只用于光爆露试验的设备，不需安装或不启用试样喷水装置。664
喷角度80°
GB 11189.189
试样面至
试样表面的真径
喷嘴头
在打法A操作中，喷水压力
为 124 ~172kPa,由F-80两个
喷嘴组成的喷水装置喷水证
X0.109-0.152dm3min
喷嘴接头
F-80喷嘴
wwg'tot
图1A型和AH 型设备的试样喷算排列旋转方向
Ir'min
旋转方间
Iremin
GB 11189. 1-89
试样裁面至试样表面
的直径958.9mm
朝向试样表
面的喷嘴头
喷喘接头
F ～80型喷嘴4个
在方法A摄作中，喷水压力
为124~172kPa，由4个F-80
喷嘴组成的喷水装置，喷水缺
为0.218~0.304dm3/min
F-80喷嘴
wwg'tot
图2B型和 BH型设备的试样喷雾排列4.1.2.7试样放置
喷雾角度
在A型和AH型设备的垂直转架上，试样与弧的垂直轴的距离为254士3mm，距通过孤中心的水平面100mm以上不应放置试样。在A型和AH型设备的倾斜转架上，与灯的水平轴的半径距高为310土3 mm，它与不垂直的倾b.
斜转架相切。距通过弧中心的水平面190mm以上不应放置试样。c。在B型和BH型设备的垂直转架上,试样与孤的垂直轴的距离为480士3mm，距通过弧中心的水平面230mm以上不应放置试样。d。在B型和BH型设备的倾斜转架上，与灯的水平轴的半径距离为470士3mm，它与不垂直的倾斜转架相切。距通过弧中心的水平面195mm以上不应放置试样。666
测量手段
设备应包括测量下列量值的手段：a。
氙灯的瓦数；
试样转架上的辐照度；
黑板温度；
干球温度（试验箱）
湿球温度（试验箱）；
露周期；
喷雾水压。
GB11189.1-—89
在有特定要求的情况下，设备应包括调节或控制下列量值的装置：4.1.4
氙灯的瓦数：
试样转架上的辐射能或辐照度或两著兼有，c
温度（试验箱）；
相对湿度（试验箱）
光照-无光-喷雾-度-温度循环
喷雾水压。
4.2空气冷却型
4.2.1设备类型
所用的设备应以空气冷却型氙灯为辐射源，并应是下列类型中的一种或其等效设备。4.2.1.1C型：氙灯为1500W，氙弧为中等压力，使用1500h后应更换具有自动编制循环和混度程序的手段；试样架的直径为158mm，转速为5.2士0.1r/min。4.2.1.2D型：氙灯为4500W，氙为中等压力，使用1500h后应更换，具有自动编制温度，循环和湿度程序的手段试样架的直径为360mm，转速为3.7土0.1r/min。4.2.2试验条件控制
4.2.2.1滤光器
在光源与试样之间装有一个或一组滤光器，以滤去不希望得到的辐射波长。为了模拟（1)户外阳光、(2)窗玻璃后面的阳光或(3)所希望的其它模拟日光辐射的条件，应使用相适应的滤光器组合。红外滤光器使用3500h后应更换，但不要全组同时更换，每次只换一片。4.2.2.2温度
试验温度是用装在试样架上经受与试样相同条件的黑板溢度计进行测量和调节。黑板温度计应由用机械方法将不锈钢双金属表盘式温度计固定在约48mm×200mm×1mm的不锈钢板上制成。板中心的温度应为溢度计所能测量。板的正面应用耐光性较好的烘干型黑色磁漆涂装。4.2.2.2.1设备底部的鼓风机应送出通过试验箱和所有试样的空气流。用控制从鼓风机送出的恒定体积空气的恒定温度方法来控制试样和黑板温度。应该在不喷水时温度达到稳定后，通过试验箱门上的视孔读取黑板温度。
4.2.2.3相对湿度
应测量试验箱内的相对湿度，并用接触湿度计进行控制。为了达到所需要的避度，应使水蒸发并扩散。
4.2.2.4喷水装置
设备应有试样雾装置，其所有部件都应用不锈钢、塑料或不污染水质的其它材料制成。4.2.2.5试样放置
试样夹具应围绕着弧，沿一圆柱表面旋转，以使试样的面和背交替朝向弧光。在弧未端的上部和下部不应放置试样。试样应周期性地交换上、中、下位置，以改善辐照度不均勾性的影响。667
4.2.2.6测量手段
GB 11189.1-89
设备应包括有测量和控制水冷型氙弧的相同参数的必要装置。5一般操作程序
5.1试验前准备
每次试验之前，应检查设备能否正常运转。氙灯每点燃100h后应检查燃烧管和滤光器是否干净以及是否超过了所推荐的最长使用期。5.2试验条件的调节
5.2.1温度
编制设备不喷水、连续光照状态的运转程序。将非试验的对照试样和黑板温度计放满试样转架，调节试验箱干球温度，使其达到所要求的黑板温度63士3℃时运转设备。5.2.2湿度
用湿度自动控制仪校准设备，调节试验箱湿球温度，使其达到试验要求的相对湿度时的温度。5.2.3试样喷水
在A.B、C和D型设备中，使用如图1、图2所示的喷嘴类型和数量。喷嘴处水压一般为124～172kPa。水的pH值为6.0~8.0,硬质物含量小于20ppm，试样经连续曝露后，其表面不应有沉积物和污物。水的温度为16士5℃，若循环水不能达到此要求时，则不能让水循环。在喷水循环过程中，每分钟或转架每旋转一圈，应使试样整个表面经受细水雾均匀喷淋一次。5.2.4转架喷水温度
在无光照射循环过程中，试样背面连续受到喷水时，水的温度应该足够低，以使试样表面温度低于露点产生凝露。
6试验方法
6.1.方法A：连续光曝露和周期性喷水。6.1.1可选用A、B、AH、BH、C或D型光露设备。6.1.2按照设备说明书编制设备连续光曝露和周期性喷水的程序。循环程序可由有关方面相互商定。通常采用102min光照随后为18min光照和喷水的循环程序。在循环的光照射（无喷水)期间，黑板温度可达到最高值。
6.1.3在AH和BH型设备中，调节干湿球温度控制器、增湿器及没入式热水控制器，使其保持第5章中规定的条件。
6.1.4在有增湿器的A、B型设备中，湿度可以调节但不能控制。6.1.4.1没有增混器的B型设备靠试验箱底部水蒸发和对试样喷雾获得凝度。6.2方法B：有光和无光交替曝露及周期性喷水。6.2. 1可选用A、B、AH、BH、C或 D型曦露设备。6.2.2带有湿度自动控制器的AH、BH型设备，可以在有光和无光交替循环下运转。C、D型设备中，试样绕普灯每转一周，试样本身也以自转180°的方式运转。6.2.3在光照循环期间，设备的运转应按第6.1条中的要求进行。6.2.4由有光变为无光交替程序时，自动控制的无光循环期间，可以分别调节温度和增湿控制器。在BH型设备中，用转架喷露润湿试样背面，使其表面产生冷凝作用。6. 2.5A,B、AH 和BH 型设备，也可编制成在不控制相对湿度的情况下，作有光和无光交替曝露循环运转。
6. 3方法 C.不喷水的连续光露。6.3.1可选用A、B、AH、BH、C或D型光曝露设备，使用第4.1.2. 1.2中介绍的滤光器c或 d。按设备说668
明书编制其连续光赚露的程序。GB 11189.1-89
6.3.2当氙灯在15～25h内可使GB730蓝色羊毛标准4级达到GB250灰色样卡4级褪色程度的瓦数下运转时，调节控制器，使黑板温度为63士3℃，相对湿度为30%士5%。在规定的时间间隔检查。必要时重新调节控制器，使它们的变化保持规定的数值，即黑板温度为63℃，相对湿度30%以及GB730蓝色羊毛标准4级达到GB250灰色样卡4级的褪色单位为20h。注：实验表明，420nm处约110kJ/m2(1.5W/m2,20h曝嗮）的辐射能足可以产生规定的条件。6.3.3试样的曝露及测定可按有关方面相互商定的办法进行。没有其他规定时，可按下述方法之一一进行。
6.3.3.1与一块GB730蓝色羊毛标准作比较：将试样及相互商定的某一级蓝色羊毛标准同时进行曝露，直至所选定的标准其曝露部分与未曝露部分之间的颜色变化程度相当于GB250灰色样卡4级为止。将标样与试样进行比较，用相互商定的测量试样变化的方法报告试验结果。6.3.3.2与一套GB730蓝色羊毛标准作比较：将试样及一套蓝色羊毛标准同时进行曝露，直至试样出现了规定的或相互商定的测量方法测定的最大容许变化数值为止。对照蓝色羊毛标准定出试样级别，蓝色羊毛标准曦露部分与未露部分之间的顏色变化表现为最接近于GB250灰色样卡4级时，则以该蓝色羊毛标准的级数相同的序数，给试样定级。若该蓝色羊毛标准显示出颜色变化大于灰卡4级，而高于该级序数的另一级购低于灰色样卡4级，也可使用中间和半级参数值表示。6.3.3.3与其它标准样比较：将试样与其它相互商定的标准样同时进行曝露，直至用规定的或相互商定的测量方法测得两者出现商定的变化值为止。以试样与标准样的比较为基础报告试验结果。6.4方法D：不喷水的有光和无光交替曝露。6.4.1选用A、B（有蒸发器）、AH或BH型设备时，可采用编制氙灯的点燃和关闭的方法，造成有光和无光循环程序。若选用C或D型设备，则可利用其试样夹具转动180°，使试样的正面和背面交替朝向孤光的方法，造成有光和无光循环程序。两者的结果可不作比较6.4.1.1若无其他规定，除了干球温度控制在35士3℃，光照期间的相对湿度为35%±5%，无光期间相对湿度90%±5%以外，曝露条件应与方法B相同。7试验报告
试验报告包括下列内容：
曦露设备的类型和型号，
光源的类型和瓦数，
滤光器的类型和寿命，
试样位置的光谱辐照度，W/m,nm，e.
辐射能,kJ/m，
曝露的时间，h,
所采用的光或无光-水-湿度程序，运转时的黑板温度，
运转时的相对湿度，
喷雾水的类型；
喷嘴的类型，
试样易位程序。
注：辐射能和光谱辐照度不能直接测量时，应使用设备制道厂所规定的数据代替。辐射能（kJ/m2）可以用辐照度(W /m2)与曦陋时间(h)的乘积乘以系数3. 6进行计算。669
实验室
试验方法
参照标准
曝露设备
制造厂
光源：水冷却型
W;空气冷却型
调节鼠灯瓦数的方法
滤光器：类型
寿命 h
光谱辐照度
曝露时间
W/m2,在
曦露条件：程序进度表
黑板温度
干球温度
相对湿度
试样喷水
试样不喷水
喷水类型
min循环
h,有光
GB11189.1—89
附录A
报告形式
(补充件）
产品编号
min·无光
min循环
min循环
喷嘴类型：制造厂bzxz.net
试样易位程序
min 循环
试样要测定的指标及测定的试验程序或方法操作人员
检验人员
附加说明：
本标准由全国涂料和额料标准化技术委员会归口。本标准由化学工业部合成材料老化研究所起草。本标准主要起草人庄兰。
本标准等效采用美国材料与试验协会标准ASTMG26—83《非金属材料曦晒用有水和无水光曦晒设备(弧型)的操作》。
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。