ICS 83. 080. 01 G 31
中华人民共和国国家标准
GB/T3681—2011/ISO877:1994 代替GB/T3681—2000,GB/T14519—1993
塑料 自然日光气候老化、玻璃过滤后日光气候老化和菲涅耳镜加速日光气候
老化的暴露试验方法
Plastics-Methods of exposure to direct weathering,to weathering
using glass-filtered daylight , and to intensified weathering
by daylight using Fresnel mirrors
(ISO 877:1994,IDT)
2012-10-01实施
2011-12-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T3681—2011/ISO877:1994
目 次
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 源理 5 装置
.
2
5. 1 一般要求 5.2 用方法A进行暴露试验的装置 5.3 用方法B进行暴露试验的装置 5.4 用方法C进行暴露试验的装置 5. 5 气候因素的测量装置 6试样 6.1 形状和制备 6.2 试样数量 6.3米 状态调节和贮存 7试验条件 7.1 试验方法A和方法B的暴露方位 7.2 暴露场地 7. 3 试样的安装 8暴露周期 8.1 暴露时间 8.2 太阳辐射量 9方法 9.1 试样的安装： 9.2 辐射表和材料标准物的安装 9.3气候观测资料. 9.4试样的暴露…· 9.5 性能变化的测定· 10结果表示 10.1 性能变化的测定 10.2 气候条件 11试验报告附录A（规范性附录） 用蓝色羊毛标样测试辐射量附录B（资料性附录） 中国的气候区划和气候特征参考文献
..
.
L
10 10 11 11 11 12 12 12 12 13 15 16 18 GB/T3681—2011/ISO877:1994
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T3681--2000《塑料大气暴露试验方法》和GB/T14519—1993《塑料在玻璃板过
滤后的目光下间接曝露试验方法》。
本标准与GB/T3681—2000和GB/T14519—1993相比的主要变化如下：
-ISO877：1994包括方法A、方法B、方法C三种方法，GB/T3681一2000非等效采用了 ISO877：1994中方法A的内容，GB/T14519—1993参照了ISO877：1994中方法B的内容，而本标准等同采用了ISO877：1994的全部内容，与ISO877：1994的一致性程度不同；一改变了标准名称，由《塑料大气暴露试验方法》和《塑料在玻璃板过滤后的日光下间接曝露试验
方法》改为《塑料自然日光气候老化、玻璃过滤后日光气候老化和菲涅耳镜加速日光气候老化的暴露试验方法》。
本标准使用翻译法等同采用ISO877：1994《塑料直接气候老化、玻璃过滤后日光气候老化和菲涅耳镜日光加速气候老化的暴露方法》。
为了便于使用，本标准还做了下列编辑性修改：
删除了已废止的国际标准ISO2557.1； -用广州的亚热带气候年辐射量平均值替代佛罗里达的辐射数据，见8.1.2；附录B改为中国气候区划名称和气候特征；一删除了包含各国关于菲涅耳镜相关文献的附录C；一增加了参考文献。
本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国塑料标准化技术委员会老化方法分技术委员会（SAC/TC15/SC5)归口。 本标准起草单位：广州合成材料研究院有限公司、珠海市远康企业有限公司、金发科技股份有限公
司、美国Q-Lab公司中国代表处
本标准参加单位：广州市合诚化学有限公司本标准主要起草人：邵芳、宁凯军、谢振平、张恒、诸泉、耿伟、王浩江、杨育农。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T3681---1983,GB/T3681--2000; .—GB/T14519-1993。
I GB/T3681—2011/IS0877:1994
引言
本标准中规定的户外暴露试验用于评定暴露在日光下的塑料性能。这些试验的结果仅宜用来表示自然日光气候老化（方法A）、玻璃过滤后日光的气候老化（方法B)或菲涅耳镜加速日光老化（方法C) 的暴露效果。暴露给定时间后所得的结果不可以与用相同方法、相同时间的其他暴露结果相比较。当同一材料在不同时期进行持续几年的暴露时，经过相同暴露间隔后，它们通常具有类似的老化行为。然而，即使在长期试验中，结果也可能受到试验起始季节的影响。当用本标准规定的菲涅耳反射聚能器按照方法C进行暴露试验时，这种现象尤其明显。
方法C中规定的菲涅耳反射聚能器以太阳辐射为紫外光源，用于很多塑料材料的户外加速暴露试验。
然而，某些塑料材料，尤其是对湿气比较敏感的材料，某些性能损失速率可能与户外自然暴露不同。 短期户外暴露试验的结果能够表征相应的户外性能，但不宜用于预测材料长期绝对的老化性能。
暴露时间不足一年的试验，其结果的比较会显示出季节的影响，即使暴露时间超过两年，其结果仍能显示出试验开始时间的季节影响。
附录B给出了我国的气候区划分类系统。 需注意所选择的试验方法通常按照将材料暴露在任一特殊气候的最严酷条件下来设计。因此，宜
考虑到在大多数情况下，实际应用中的严酷程度可能小于本标准的规定，并且宜在诠释试验结果时相应地把该情况考患进去。例如，与水平面成90°的垂直暴露对塑料影响的严酷程度可能大大低于近乎水平的暴露，尤其是热带区域，此区域太阳在高天顶角，辐射最为强烈。
面向两极的样品表面由于接受的太阳辐射较少，其降解的可能性远远小于面向赤道的样品表面。 但是它们可以较长时间保持湿润，这对于易受湿气影响的材料可能是重要的。
Ⅱ GB/T3681—2011/IS0877:1994
塑料自然目光气候老化、玻璃过滤后日光气候老化和菲涅耳镜加速日光气候
老化的暴露试验方法
1 范围
本标准规定了将塑料在太阳辐射下暴露的试验方法，包括自然日光气候暴露（方法A）、通过玻璃滤光改变光谱分布来模拟建筑物或汽车窗玻璃后塑料老化的间接暴露（方法B）、或用菲涅耳镜加速日光老化暴露（方法C)，目的在于评定塑料在这些规定暴露周期后的性能变化。
本标准规定了对上述试验所用装置和操作方法的一般要求。尽管本标准没有包括使用黑箱试验设备的直接老化，但需注意模拟材料最终使用温度下的暴露试验方法。
用于增强太阳辐射的方法C装置能以水喷淋的形式提供湿气，但是方法B和方法C未考虑风和雨等气候影响因素。
当将方法C所得暴露结果与方法A和方法B所得暴露试验结果进行比较时，宜考虑试样温度、紫外辐射水平和湿气凝聚的不同。此外，当将方法C与方法B的暴露结果进行比较时，作为滤光器的玻璃或其他透明材料宜相同。相互比较的暴露结果所对应的暴露试验宜有较为一致的紫外辐射水平。
本标准也规定了测定辐射量的方法。这些方法适用于各种塑料材料和产品以及产品的部分。 注：暴露后的性能变化测定见GB/T15596。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T250纺织品色牢度试验评定变色用灰色样卡（GB/T250—2008，ISO105-A02：1993，IDT） GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境（GB/T2918—1998，idtISO291：1997） GB/T9352塑料热塑性材料试样的压塑（GB/T9352—2008，ISO293：2004，IDT） GB/T11997 7塑料多用途试样（GB/T11997--2008，ISO3167:2002,IDT） GB/T15596 塑料在玻璃下日光、自然气候或实验室光源暴露后颜色和性能变化的测定
(GB/T15596-2009,ISO4582:2007,IDT)
GB/T16422.1塑料实验室光源暴露试验方法第1部分：总则（GB/T16422.1一2006， ISO4892-1:1999,IDT)
GB/T16422.2塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙孤灯（GB/T16422.2--1999， idtISO4892-2:1994)
GB/T16422.3塑料实验室光源曝露试验方法第3部分：荧光紫外灯（GB/T16422.3一1997， eqvISO4892-3:1994)
GB/T16422.4塑料实验室光源曦露试验方法第4部分：开放式碳弧灯（GB/T16422.4- 1996,eqvISO4892-4:1994)
GB/T17037.1热塑性塑料材料注塑试样的制备 第1部分：一般原理及多用途试样和长条试样
的制备（GB/T17037.1—1997,idtISO294-1：1996)
1 GB/T3681—2011/ISO877:1994
GB/T17037.3塑料热塑性塑料材料注塑试样的制备第3部分：小方试片（GB/T17037.3一 2003,ISO294-3:2002,IDT)
GB/T17037.4塑料热塑性塑料材料注塑试样的制备第4部分：模塑收缩率的测定 (GB/T17037.42003,ISO294-4:2001,IDT)
ISO105-A01:1989 纺织品色牢度试验第A01部分：试验通则 ISO105-B01：1989纺织品色牢度试验第B01部分：耐光色牢度：日光 ISO294.2塑料热塑性材料注塑试样的制备第2部分：小拉伸样条 ISO294.5塑料热塑性材料注塑试样的制备第5部分：各向异性材料标样 ISO2818塑料试样的机加工制备 WMO，气象监测仪器和方法，WMONo.8，第5版，世界气象组织，日内瓦，1983
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
太阳直接辐射 fdirect (beam) solar radiation 从以太阳为中心的小立体角照射出来的光线人射到与该立体角轴线垂直表面上的太阳辐射。 惯约定直接辐射的平面角约为6°。
3. 2
直接老化/直接暴露directweathering；directexposure 通常，未经过透明材料透射或镜面反射即人射到材料表面上产生的老化（或暴露）。
3. 3
菲涅耳反射器系统Fresnel-reflectorsystem 为确保能将日光反射到一个模拟平面镜形状和尺寸的受照靶面上而有序排列的平面镜
3.4
自然气候老化 natural weathering 自然环境下在固定角度或可季节性调整的试样架上进行的长期暴露。 这些暴露用于评定环境因素对相关的各功能参数和装饰参数的影响。
3.5
直接辐射表Pyrheliometer 用于测定人射到表面上的直接太阳辐照度的辐射表。
3. 6
总辐射表Pyranometer 用于测定单位时间入射到单位面积上的太阳总辐射量的辐射表。 包括直接辐射、漫射以及从地面反射的辐射量。
4原理
按照规定的要求将试样或（如果需要）能够裁剪试样的片材或其他型材暴露在自然日光下、或窗玻璃过滤日光下、或菲涅耳镜聚能器增强日光下。在规定的暴露时间间隔后，将试样取出并测定光学性能、机械性能或其他相关性能的变化。暴露周期可以是给定的一段时间间隔，也可以用给定的太阳总辐
2 GB/T3681—2011/ISO877:1994
射量或太阳紫外辐射量来表示。由于菲涅耳反射聚能增强日光方法可使太阳辐射的波长和强度随气候、地点和时间变化的影响最小，因此，当暴露的主要目的是测定耐光老化性能时，总是优先选用该方法。
可以用以下一种或多种方法评定辐射量：
仪器法测定辐照度，并用积分法得出在一个时段内的辐射量。 评定物理标样在光暴露下的颜色或其他明确性能的变化，用变化程度表示辐射量。
-
除非另有规定，用于测定颜色和机械性能变化的标样应以自然状态暴露。 监测并记录试验过程中的气候条件及其变化以及其他暴露条件。
5装置 5.1一般要求
应使用由适合的试验支架组成的试验装置。支架、夹具和其他固定装置应由不影响试验结果的惰性材料制成。耐腐蚀铝合金、不锈钢或陶瓷均适用，还可以使用用铜铬砷混合物等防魔剂浸溃过的、或已被证明不会与暴露试验发生相互影响的木材。材料的热性能不同可能得出不同的结果。在试样附近不应使用铜、锌、铜锌合金、铁、非不锈钢、电镀金属、或非上述木材。
安装时，试验方法A和方法B所用的支架应能提供所要求的倾斜角（见7.1），并应确保试样所有部位离地面或其他障碍物的距离不小于0.5m。试样可以直接固定在支架上，或用适合的夹具固定后安装在支架上。固定装置应安装牢固，但作用在试样上的应力宜尽可能小，并尽可能不约束试样的收缩、 膨胀或卷曲。
如果需要用背板支撑试样或模拟特定的最终使用条件，则背板应是惰性材料。对于需要用支撑来防止松垂但不需要背板来提高温度的试样，或不需要整体背板的试样，宜用细股金属网、小孔铝或不锈钢背板来支撑。
注：对于在最终产品上进行的试验，推荐尽可能模拟实际使用中的固定装置。 应监测间接暴露方法（方法B和方法C)所用装置的状态，从而确保光谱在老化过程中不发生变化。
为此，对于用方法B进行的试验，应周期性地测试玻璃的光谱透射率；对于用方法C进行的试验，应周期性地测试平面镜系统的镜面光谱反射率，即在它们各自的装置中宜周期性地更换玻璃或平面镜。 5.2用方法A进行暴露试验的装置
支架的设计应与试样类型相适应，但是在很多场合，适合将平板框架固定在支架上。框架应由被认可的木料或其他材料的横条组成，可将试样本身或适合的试样支架固定在框架上。试验装置可以根据太阳高度角（如倾斜）和方位调整。 5.3用方法B进行暴露试验的装置
试验装置由试验架或开底式箱子组成，装有特定的窗玻璃、挡风玻璃或自动侧窗玻璃框架盖。封闭区应配备一个与玻璃盖平行的试样架，试样可以直接或用适合的夹具固定在试样架上。试验装置可以根据太阳高度角（如倾斜）和方位进行调节。图1给出了符合玻璃过滤后日光暴露要求的装置简图。
3 GB/T3681—2011/ISO877:1994
单位为毫米
框架有效裁面为865×560
顶盖
玻璃
试样架
通风孔 $20
金属丝布
金属网筛
箱体
西
0
T
-
东
（北半球）
图1玻璃过滤后日光老化的典型暴露箱
在框架盖和试样架之间需有足够空间以确保充分对流，适合的最小距离是75mm。为了使阴影部分最小化，玻璃下的可用暴露区域应限制在以玻璃盖尺寸减去其到试样的距离为尺寸形成的区域。
用作框架盖的玻璃应平滑、透光均匀且无缺陷。对于建筑物窗玻璃下的暴露试验，推荐使用 2mm～3mm厚的薄玻璃，该玻璃在370nm～830nm波长范围的可见光透光率大约90%，在 300nm310nm及更短波长的透光率小于1%。为保持这些特性，通常不超过两年即更换一次玻璃。
其他玻璃或透光材料可以按照相关方的约定使用。 注：由于光谱分布的不同及玻璃下温度和户外温度的不同，玻璃下悬露和直接大气暴露可能会产生不同的结果。
5.4用方法C进行暴露试验的装置
试验装置是由10个平面镜组成的菲涅耳反射聚光器，将日光直接辐射聚集在一个风冷的试样区域上。平面镜应模拟抛物面的切线排列以确保将日光均匀地反射到固定在目标区域的试样上。装置简图见图2。
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