ICS 83.080.01 CCS G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T16422.4-—2022/ISO4892-4:2013
代替GB/T16422.4—2014
塑料 实验室光源暴露试验方法
第4部分：开放式碳弧灯
PlasticsMethods of exposure to laboratory light sources-
Part 4:Open-flame carbon-arc lamps
（ISO4892-4:2013IDT）
2022-04-15发布
2022-11-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T16422.4—2022/ISO4892-4:2013
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 原理 5 设备 5.1 实验室光源 5.2 试验箱 5.3 辐照仪 5.4 温度计 5.5 润湿 5.6 试样架 5.7 性能变化评价设备 6 试样试验条件 7.1 温度 7.2 试验箱内空气相对湿度 7.3 喷淋周期 7.4 暗周期循环步骤
8
8.1 试样的安装 8.2 暴露 8.3 辐照量的测定 8.4 暴露后性能变化的测定 9试验报告参考文献
. GB/T16422.4—2022/IS04892-4:2013
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T16422《塑料实验室光源暴露试验方法》的第4部分。GB/T16422已经发布了以下部分：
第1部分：总则；第2部分：氙弧灯；一第3部分：荧光紫外灯；第4部分：开放式碳弧灯。 本文件代替GB/T16422.4一2014《塑料实验室光源暴露试验方法第4部分：开放式碳弧灯》，
与GB/T16422.4一2014相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a）删除了“规范性引用文件”一章的ASTMG152（见2014年版的第2章） b）增加了“术语和定义”一章（见第3章)； c) 更改了“设备”一章的内容，完善了有关要求和说明，更改了表2中波长范围（见第5章，2014
年版的第4章）； d) 更改了“试验条件”一章中对“空气相对湿度”的要求，由（50士5）%改为（50士10）%（见7.2，
2014年版的6.2)。 本文件等同采用ISO4892-4：2013《塑料实验室光源暴露试验方法第4部分：开放式碳弧灯》。 本文件增加了“术语和定义”一章。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国塑料标准化技术委员会（SAC/TC15)归口。 本文件起草单位：广州合成材料研究院有限公司、万华化学集团股份有限公司、山东道恩高分子材
料股份有限公司、陕西延长泾渭新材料科技产业园有限公司、深圳市北测检测技术有限公司、北京天罡助剂有限责任公司、ATLAS亚太拉斯材料测试技术有限公司、青岛恒佳精密科技有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、苏州旭光聚合物有限公司。
本文件主要起草人：颜上凯、杨莉、赵磊、易军、铁文安、周业华、谢琪、曹玲玲、吕明超、蓝先、王海利、 曹建芳、陈国阳。
本文件于1996年首次发布，2014年第一次修订，本次为第二次修订。
I GB/T 16422.4—2022/IS0 4892-4:2013
引 言
为更快速地测定辐射、热、湿度对塑料物理、化学及光学性能的影响，常采用特定实验室光源人工加
速气候老化或人工加速辐射暴露试验。塑料在实验室设备中暴露比在自然环境中有更多的可控条件，用来加速可能的高聚物降解和产品失效。
GB/T16422《塑料实验室光源暴露试验方法》提供了塑料在特定环境、设定暴露周期的试验方法，由四个部分构成：
第1部分：总则；第2部分：氙弧灯；一第3部分：荧光紫外灯；第4部分：开放式碳弧灯。 本文件的实验室光源选用开放式碳弧灯，为模拟太阳辐射或经窗玻璃过滤后的太阳辐射，通常使用
三对或四对含有稀有金属盐混合物且表面镀金属（如铜）层的碳棒。碳棒之间通入电流，碳棒燃烧，释放出紫外辐射、可见辐射和红外辐射。虽然开放式碳弧灯光源暴露试验的条件可控，但是仍不能模拟实际使用的暴露条件，由此获得的是塑料的相对耐久性。
I GB/T16422.4--2022/ISO4892-4:2013
塑料： 实验室光源暴露试验方法
第4部分：开放式碳弧灯
1范围
本文件规定了试样暴露在润湿条件下的开放式碳弧灯试验方法，该方法用于再现模拟材料在实际使用环境中暴露于太阳辐射或经窗玻璃过滤后的太阳辐射下发生的自然老化效果。
本文件适用于在碳弧灯光源暴露条件下塑料的耐候性评定以及塑料间的耐候性对比试验。 试样在可控的环境条件（温度、润湿）下暴露于过滤后的开放式碳弧灯。有多种滤光器可供选择。 特定材料的试样制备和结果评估参考其他的国家标准。 ISO4892-1给出了总则。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO4582塑料在玻璃过滤后太阳辐射、自然气候或实验室辐射源暴露后颜色和性能变化的测定(Plastics--Determination of changes in colour and variations in properties after exposure to glass filtered solar radiation,natural weathering or laboratory radiation sources)
注：GB/T15596—2021塑料在玻璃过滤后太阳辐射、自然气候或实验室辐射源暴露后颜色和性能变化的测定
(ISO4582:2017,IDT) ISO4892-1塑料实验室光源暴露试验方法第1部分：总则（Plastics一Methodsofexposure
to laboratory light sources—Part 1:General guidance)
注：GB/T16422.1—2019塑料实验室光源暴露试验方法第1部分：总则(ISO4892-1：2016，IDT)
3术语和定义
ISO4892-1界定的术语和定义适用于本文件。
4原理
4.1试样暴露于经过玻璃过滤后的开放式碳弧灯下，同时伴有持续的温度加热及润湿控制或周期性循环条件。 4.2供选可变的暴露条件：
a）滤光器； b）暴露类型（润湿/湿度)； c）光照及润湿/湿度暴露时间； d) 暴露温度； e) 光照与暗周期相对时长。 GB/T16422.4—2022/ISO4892-4:2013
润湿通常通过控制空气湿度或向试样喷淋软化水/去离子水或在试样表面形成凝露实现。
4.3试验过程可包括试样表面辐照度及辐照量的测量。 4.4建议将一种已知性能的相似材料（对照物)与试验样品同时暴露来提供比对试验。 4.5在不同设备中暴露后的试验结果不宜进行比较，除非针对特定的试验材料，设备间已建立了合适的统计学关系。
5设备
5.1实验室光源 5.1.1通用要求
开放式碳弧灯光源通常使用三对或四对含有稀有金属盐混合物且表面镀金属（如铜）层的碳棒。碳
棒之间通入电流，碳棒燃烧，释放出紫外辐射、可见辐射和红外辐射。几对碳棒依序燃烧，任一时刻都有一对碳棒在燃烧。应使用设备生产商推荐的碳棒。辐照光透过滤光器后到达试样表面。目前有三种滤光器可供使用。表1和表2分别给出了开放式碳弧灯经过日光滤光器（1型）和窗玻璃滤光器（2型）后的相对光谱辐照度。表3给出了开放式碳弧灯通过延展紫外光滤光器（3型)后的相对光谱辐照度，
5.1.2使用日光滤光器（1型)的开放式碳弧灯相对光谱辐照度
为模拟太阳辐射，表1给出了使用日光滤光器的开放式碳弧灯在紫外波长范围内的相对光谱辐照度（见CIE85：1989的表4）。
表1使用日光滤光器（1型）的开放式碳弧灯相对光谱辐照度*b
使用日光滤光器的开放式碳弧灯
光谱通带波长(a)
CIE85：1989的表4d.
相对光谱辐照度
%
nm 入<290 2901320 320<1≤360 360<^≤400
% 0.05 2.9 20.5 76.6
5.4 38.2 56.4
·表中列出了在特定通带内的辐照度占290nm～400nm总辐照度的百分比。要检测使用一种特定日光滤光器或一组滤光器的开放式碳弧灯的相对光谱辐照度，应测量250nm～400nm的相对光谱辐照度。通常以2nm 递增测量。然后将每一通带内的总辐照度加和除以290nm～400nm的总辐照度。 b表中给出了使用硼硅酸盐玻璃日光滤光器的开放式碳弧灯的典型数据。在本文件发布时，还没有足够的数据制定出使用日光滤光器的开放式碳弧灯相对光谱辐照度的规范。 ：对于任一单独的相对光谱辐照度，表中各通带计算得到的百分比加和为100%。 dCIE85：1989中表4给出了太阳总辐照度的数据，该数据是在相对空气质量为1.0、臭氧含量为标准温度和压力下0.34cm、水蒸气含量为1.42cm可降水量、500nm波长的空气溶胶消光的光谱光学深度为0.1时的水平面上测得的。这些数据仅用于比较。 ：对于CIE85：1989中表4描述的太阳光谱数据，紫外光辐照度（290nm～400nm）占总辐照度（290nm~ 800nm）的11%，可见光辐照度（400nm800nm）占总辐照度（290nm~800nm）的89%。
2 GB/T16422.4—2022/IS04892-4:2013
5.1.3使用窗玻璃滤光器(2型）的开放式碳弧灯相对光谱辐照度
表2给出了使用窗玻璃滤光器的开放式碳弧灯在紫外波长范围内的相对光谱辐照度。
表2使用窗玻璃滤光器(2型）的开放式碳弧灯相对光谱辐照度b
CIE85:1989的表4，窗玻璃作用后d
使用窗玻璃滤光器的开放式碳弧灯
光谱通带波长(a）
相对光谱辐照度
nm
% 0.0 0.3 18.7 81.0
%
入<300 3001320 320<>≤360 360<^≤400
≤1 33.1 66.0
表中列出了在特定通带内的辐照度占290nm～400nm总辐照度的百分比。要检测使用一组特定的窗玻璃滤光器的开放式碳弧灯的相对光谱辐照度，应测量250nm～400nm的相对光谱辐照度。通常以2nm递增测量。然后将每一通带内的总辐照度加和除以290nm～400nm的总辐照度。 表中给出了使用窗玻璃滤光器的开放式碳弧灯的典型数据。在本文件发布时，还没有足够的数据制定出使用窗玻璃滤光器的开放式碳弧灯相对光谱辐照度的规范。 对于任一单独的相对光谱辐照度，表中各通带计算得到的百分比加和为100%。所用碳弧灯和滤光器的相对光谱辐照度数据可联系碳弧灯设备生产商来获取。 &
CIE85：1989中表4给出了经窗玻璃作用后的相对光谱辐照度数据，该数据通过CIE85：1989中表4的数据乘以欧美国家普遍使用较高和较低的窗玻璃的透过率范围来获得的。这些数据仅用于比较。 对于CIE85：1989中表4的经窗玻璃作用后的相对光谱辐照度数据，紫外光辐照度（300nm～400nm）占总辐照度（300nm~800nm）的7.7%~10.6%，可见光辐照度占总辐照度（300nm~800nm）的89.4%~92.3%。
5.1.4使用延展紫外光滤光器（3型）的开放式碳弧灯相对光谱辐照度
表3给出了使用延展紫外光滤光器的开放式碳弧灯在紫外波长范围内的相对光谱辐照度。市场上可以买到合适的3型滤光器。
表3 使用延展紫外光滤光器(3型)的开放式碳弧灯相对光谱辐照度.b
最小限值
最大限值
CIE85:1989的表4
光谱通带波长()
%
% 4.9 6.7 24.3 80.1
%
nm 入<290 290≤1≤320 320<≤360 360<1≤400
2.3 16.4 68.1
5.4 38.2 56.4
3 GB/T 16422.4—2022/IS0 4892-4;2013
表3 3使用延展紫外光滤光器(3型）的开放式碳弧灯相对光谱辐照度*b（续）
最大限值°
最小限值
CIE85:1989的表4d
光谱通带波长（入）
%
%
%
nm
。表中列出了在特定通带内的辐照度占250nm～400nm总辐照度的百分比。要检测使用一种特定滤光器或组滤光器的开放式碳弧灯是否符合表中要求，应测量250nm～400nm的相对光谱辐照度。通常以2nm递增测量。然后将每一通带内的总辐照度加和除以250nm～400nm的总辐照度。 表中的最小限值和最大限值是以生产商的建议使用不同产品批次和不同时间的开放式碳弧灯24次的相对光谱辐照度测量值为依据。最小限值和最大限值相对于所有测量平均值的分布至少是三西格玛水平。开放式碳弧灯发出大量250nm～280nm范围内的短波紫外辐射。这些短波紫外辐射的强度随延展紫外光滤光器的使用时间、初始透射特性以及碳棒成分的不同而变化。不同生产商和不同生产批次的碳棒成分会有差异。 最小限值列加和与最大限值列加和不一定为100%，因为它们只是代表被使用的测量数据的最小值和最大值。 对于任一单独的相对光谱辐照度，表中各通带计算得到的百分比加和为100%。对于任一使用延展紫外光滤光器的碳弧灯，每一通带内计算得到的百分比应在给定的最小限值和最大限值之间。使用的相对光谱辐照度差别在公差允许范围内的不同碳弧设备测得的暴露试验结果会有所差别。联系碳弧灯设备生产商来获取所用碳弧灯和滤光器的相对光谱辐照度数据。 CIE85：1989中表4给出了太阳总辐照度的数据，该数据是在相对空气质量为1.0、臭氧含量为标准温度和压力下0.34cm、水蒸气含量为1.42cm可降水量、500nm波长的空气溶胶消光的光谱光学深度为0.1时的水平面上测得的。这些数据仅用于比较。 ：对于CIE85：1989中表4描述的太阳光谱数据，紫外光辐照度（290nm～400nm）占总辐照度（290nm～ 800nm）的11%，可见光辐照度（400nm~800nm）占总辐照度（290nm~800nm）的89%。
5.1.5 5典型光谱辐照度
图1是使用1型、2型、3型滤光器的开放式碳弧灯与CIE85：1989表4中的太阳辐射从250nm～ 800nm的典型光谱辐照度的比较。图2是使用1型、2型、3型滤光器的开放式碳弧灯与CIE85：1989 表4中的太阳辐射从250nm～320nm的典型光谱辐照度的比较。图2更好地展示了3种滤光器在短波起始波长上的差别。