GBT22040-2008_公路沿线设施塑料制品耐候性要求及测试方法_路桥规范.pdf

I C S9 3 ．0 8 0 ．3 0 P6 6 缮雪 中华人民共和国国家标准 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 公路沿线设施塑料制品耐候性要求及 测试方法 T e c h n i c a lr e q u i r e m e n t sa n dd e t e r m i n a t i o no fw e a t h e r i n gq u a l i t yf o rp l a s t i c so f h i g h w a yf u r n a t u r e s 2 0 0 8 0 6 - 1 9 发布2 0 0 8 - 1 2 - 0 1 实施 宰瞀髁紫瓣警麟瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅1 9 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 前言⋯⋯⋯⋯⋯．． 1 范围⋯⋯⋯⋯ 2 规范性引用文件 3 术语和定义⋯ 4 产品分类⋯⋯ 5 要求⋯⋯⋯⋯ 6 试验方法⋯⋯一 7 检验规则⋯⋯一 8 试验报告⋯ 参考文献⋯⋯⋯一 目次 [ 1 1 1 2 2 4 6 6 7 刖罱 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 本标准由全国交通工程设施 公路 标准化技术委员会 S A C ／T C2 2 3 提出并归口。 本标准起草单位交通部公路科学研究院、公路交通安全技术交通行业重点实验室、国家交通安全 设施质量监督检验中心。 本标准主要起草人张智勇、韩文元、崔晓飞、朱立伟、彭森、陆宇红、孙岳。 公路沿线设施塑料制品耐候性要求及 测试方法 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 1 范围 本标准规定了公路沿线设施户外用塑料制品的耐候性要求的产品分类、要求、试验方法、检验规则 及试验报告。 本标准适用于公路沿线设施户外用塑料制成品、玻璃纤维增强塑料制品、设施外涂装有机防腐蚀涂 层。市政设施、铁路设施同类型户外产品可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单 不包括勘误的内容 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 G B ／T1 0 4 0 所有部分塑料拉伸性能的测定 G B ／T1 0 4 0 ．i ～1 0 4 0 ．4 2 0 0 6 ，I S O5 2 7 1 ～5 2 7 4 1 9 9 3 1 9 9 7 ，I D T G B ／T1 4 4 9 纤维增强塑料弯曲性能试验方法 G B ／T1 4 4 92 0 0 5 ，I S O1 4 1 2 5 1 9 9 8 ，N E Q G B ／T1 7 6 6 - - 2 0 0 8 色漆和清漆涂层老化的评级方法 G B ／T2 4 1 1塑料邵氏硬度试验方法 G B ／T2 4 1 1 1 9 8 0 ，e q vI S O8 6 8 1 9 7 8 G B ／T2 4 2 3 ．1 8 2 0 0 0电工电子产品环境试验第2 部分试验方法试验K b 盐雾，交变 氯化 钠溶液 i d tI E C6 0 0 6 8 2 5 2 1 9 9 6 G B ／T2 4 2 3 ．2 2 电工电子产品环境试验第2 部分试验方法试验N 温度变化 G B ／T2 4 2 3 ．2 2 2 0 0 2 ，1 E C6 0 0 6 8 2 1 4 1 9 8 4 ，D T G B ／T2 4 2 3 ．3 3 - - 2 0 0 5电工电子产品环境试验第2 部分试验方法试验K c a 高浓度二氧化 硫试验方法 G B ／T2 4 2 3 ．3 7 2 0 0 6电工电子产品环境试验第2 部分试验方法试验L 砂尘试验方法 I E C6 0 0 6 8 2 6 8 1 9 9 4 ，I D T G B ／T2 9 1 8 塑料试样状态调节和试验的标准环境 G B ／T2 9 1 8 - - 1 9 9 8 ，i d tI S O2 9 1 1 9 9 7 G B ／T3 6 8 1 2 0 0 0塑料大气暴露试验方法 n e qI S O8 7 7 1 9 9 4 G B ／T7 1 4 1塑料热空气暴露试验方法 G B ／T9 7 5 4 色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的2 0 。、6 0 。和8 5 。镜面光泽的测定 G B ／T9 7 5 4 2 0 0 7 ，I S O2 8 1 3 1 9 9 4 ，I D T G B ／T1 2 0 0 02 0 0 3 塑料暴露于湿热、水喷雾和盐雾中影响的测定 I s 04 6 1 1 1 9 8 7 ，M O D G B ／T1 6 4 2 2 ．2 1 9 9 9 塑料实验室光源暴露试验方法第2 部分氙弧灯 i d tI S O4 8 9 2 2 1 9 9 4 G B ／T1 6 4 2 2 ．3 1 9 9 7 塑料实验室光源暴露试验方法第3 部分荧光紫外灯 e q vI S O4 8 9 2 3 1 9 9 4 J T ／T6 0 0 ．12 0 0 4 公路用防腐蚀粉末涂料及涂层第1 部分通则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 】 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 3 ．1 人工气候 氙弧灯 试验t e s to fe x p o s u r et oa r t i f i c i a lw e a t h e r i n g X e n o na r cl a m pl l sl i g h ts o u r c e 以氙灯作光源，模拟并强化到达地面的日光光谱，并适当控制温度、湿度和喷水条件的试验。 3 ．2 紫外线- 冷凝试验t e s to ff l u o r e s c e n tU V C o n d e n s a t i o nt y p e 以荧光紫外灯作光源，模拟并强化对高分子材料劣化影响最显著的紫外光谱，并适当控制温度、湿 度，在样品上周期性产生凝露的试验。 3 ．3 紫外区u l t r a v i o l e tr e g i o n s 紫外区分为 u v _ A 段波长范围为3 1 5n m ～4 0 0n m ； u u B 段波长范围为2 8 0n m ～3 1 5n m ； U 、o C 段波长小于2 8 0n l T l 。 3 ．4 荧光紫外灯f l u o r e s c e n tU Vl a m p 通常指波长为2 5 4n m 的低压汞灯，由于加入磷的共存物使转换成较长的波长，荧光紫外灯的能量 分布取决于磷共存物产生的发光谱和玻璃的扩播。 3 ．5 辐照度i r r a d i a n c e 照射到表面一点处面元的辐射能通量，除以该面元的面积。单位为瓦每平方米 W ／m 2 。 注辐照度即辐射通量的面密度，是按照不同的波长分布的，不同的光谱造成的光化学效应差异很大，所以不应采 用不同的灯源作比较。 [ G B ／T1 2 9 3 6 - - 2 0 0 7 ，定义3 ．4 ] 4 产品分类 依据产品构成形式的不同，公路沿线设施用塑料制品一般分为以下两类 I 类 制成品 ，主要是指以合成树脂为主体的塑料制成品和玻璃纤维增强塑料产品，如管道、 管箱、防眩板、收费亭、标志底板、通信井盖等； Ⅱ类 外涂装防腐蚀层 ，主要是指产品有塑料基技术材料构建制成，塑料通过挤压、静电喷涂、 浸渍与塑料糊或流化床粉末等方法包覆于金属构件的产品，如防护设施和隔离设施等的外涂 塑层、机电设施的外涂塑层等。 5 要求 5 ．1 外观质量通用要求 5 ．1 ．1 I 类 制成品 ，试验后，产品外观不应有明显的粉化、斑点、起泡、裂纹等缺陷，色差、尺寸稳定性 等指标的变化率符合各类产品的相关要求。 5 ．1 ．2Ⅱ类 外涂装防腐蚀层 ，试验后，产品外观不应有明显的粉化、斑点、起泡、裂纹、软化、剥落、锈 点等缺陷，光泽、色差等指标的变化率符合各类产品的相关要求。 5 ．2 外涂装防腐蚀屡老化试验质量等级评定要求 外涂装防腐蚀层经过老化试验后涂层外观质量应不低于表1 中质量等级的要求，评级方案及方法 按照G B ／T1 7 6 6 的相关规定执行。 2 表1 质量等级评定要求 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 评定项目等级要求变化程度 变色等级 3 明显变色 灰色样卡评定法 很轻微，试布上刚可观察到微量颜料粒子 天鹅绒布法粉化等级 粉化等级 1 评定法 开裂数量 1 很少几条，小的几乎可以忽略的开裂 开裂等级 开裂大小 S 1 1 0 倍放大镜下才可见开裂 起泡等级 0 无泡 锈点数量 1 很少，几个锈点 生锈等级 锈点大小 S 1 1 0 倍放大镜下才可见锈点 剥落面积 O0 剥落等级 剥落大小 S o l O 倍放大镜下无可见剥落 综合评定等级 1 保护性漆膜综合老化性能等级评定要求 5 ．3 技术要求 公路沿线设施用塑料制品的耐候性能应符合表2 中的相关规定，如供需双方对于特殊类型的设施 和产品相应耐候性能有特殊要求时，可对表中的耐候性能技术要求进行补充规定，但一般情况下应不低 于表中的要求。 表2 技术要求 序号项目技术要求 按6 ．2 规定的方法进行5 个周期试验后，产品的外观应无5 ．1 规定的缺 1 耐温度交变性能 陷；力学性能保留率应大于8 0 ％ 按6 ．3 规定的方法进行7 个周期的试验后，产品的外观应无5 ．1 规定的 2 耐高温湿热性能 缺陷；力学性能保留率应大于8 0 ％ 按6 ．4 规定的方法进行8 个周期的试验后，产品的外观应无5 ．1 规定的 3 耐热氧老化性能 缺陷；力学性能保留率应大于8 0 ％ A 按6 ．5 规定的方法，经过3 0 个试验周期，即2 4 0h 试验后，产品内金属构 耐循环盐雾腐蚀严酷 件应无明显锈蚀，产品的外观应无5 ．1 规定的缺陷 4 性能等级 按6 ．5 规定的方法，经过9 0 个试验周期，即7 2 0h 试验后，产品内金属构 B I 件应无明显锈蚀，产品的外观应无5 ．1 规定的缺陷 按6 ．6 规定的方法进行1 0 个周期的试验后，试样的外观应无5 ．1 规定的 5 耐二氧化硫腐蚀性能 缺陷 按6 ．7 规定的方法进行3 个周期试验后，应无明显磨损现象，试样的光学 6 耐风沙吹蚀性能 性能保留率应大于8 0 ％ 按6 ．8 规定的方法，经过20 0 0h 荧光紫外灯人工加速老化试验后，产品 7 耐紫外光曝晒性能的外观应无5 ．1 规定的缺陷} 外涂装防腐蚀层耐老化性能等级应符合5 ．2 规定的要求，材料的机械力学性能保留率应大于8 0 ％ 按6 ．9 规定的方法，经过人工加速老化试验累积能量达到3 ．5 1 0 6k l ／秆 8 耐氙弧灯人工加速老化性能后，产品的外观应无5 ，1 规定的缺陷；外涂装防腐蚀层耐老化性能等级应符 合5 ．2 规定的要求，材料的机械力学性能保留率应大于8 0 ％ 按6 ．1 0 规定的方法，经过两年自然曝晒试验后产品的外观应无5 ．1 规定 9 耐自然曝晒性能的缺陷；外涂装防腐蚀层耐老化性能等级应符合5 ．2 规定的要求，材料的机 械力学性能保留率应大于6 0 ％ a 严酷等级B 的试验应用于重工业区域或沿海等腐蚀较严重区域的产品。 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 6 试验方法 6 ．1 一般规定 6 ．1 ．1 试样制备 6 ．1 ．1 ．1 试样原则上应为原产品或从产品上截取，需要制作小样时，小样的成型加工工艺应与整体产 品相同。 6 ．1 ．1 ．2 需进行力学性能保留率测试的样品应在产品的相邻部位截取，并做好标记，以保证试验结果 前后的可比性。需另行制备的样品应保证样品的原材料及制备工艺等要求与原产品相同。 6 ．1 ．1 ．3 玻璃纤维增强塑料弯曲强度试样的制备应符合G B ／T1 4 4 9 的相关规定。 6 ．1 ．1 ．4 当需要进行耐候性能试验前后性能保留率测试时，初始试验试样数量应为有关国家标准中规 定数量的两倍，如相关国家标准未作规定，每项试验所需试样数量应不小于1 0 。 6 ．1 ．2 状态调节 进行试验前，应按照G B ／T2 9 1 8 规定将试样置于温度 2 3 士2 ℃、相对湿度 5 0 士5 ％和气压 8 6k P a ～1 0 6k P a 的环境中进行至少8 8h 的状态调节。 6 ．2 耐温度交变试验 温度交变试验按G B ／T2 4 2 3 ．2 2 的规定进行。试验箱可用温度交变试验箱进行，也可用一台高温 试验箱和一台低温试验箱组合进行。试样在低温- - 4 0 ℃的试验箱内保持3h 后，在2m i n 内转移到高 温 7 0 ℃的试验箱保持3h ，在2m i n 内再转移到低温试验箱为一个完整的试验周期。 6 ．3 耐高温湿热试验 按G B ／T1 2 0 0 0 - - 2 0 0 3 的规定进行，温度 4 0 2 ℃，相对湿度 9 3 i ％，每2 4h 为一个试验周期， 暴露后的处理按G B ／T1 2 0 0 0 一- - 2 0 0 3 的4 ．5 ．1 规定进行。 6 ．4 耐热氧老化试验 按G B ／T7 1 4 1 的规定进行，试验温度为 7 0 ℃，每2 4h 为一个试验周期。 6 ．5 耐循环盐雾试验 盐雾试验段按G B ／T2 4 2 3 ．1 82 0 0 0 中第5 、8 、9 章进行，严酷等级按照5 ．3 表2 的规定进行评定， 盐雾段、过渡段 I 、Ⅱ、Ⅲ 、干燥段的试验条件按表3 的规定进行。试验箱可用专用循环试验设备进 行，也可用一台盐雾试验箱和一台湿热试验箱组合进行。试验流程按表3 进行完成为一个完整的试验 周期。最后一个试验周期结束后，对试验样品需按照G B ／T2 4 2 3 ．1 8 2 0 0 0 的第1 0 章进行恢复处理。 表3 试验流程表 试验条件 序号试验流程试验时间／h说明 温度／℃相对湿度／％ 1 盐雾3 5 士2 2 2 过渡段I ≤o ．5 3 干燥 6 0 土22 0 ％～3 0 ％4 4 过渡段Ⅱ ≤o ．5 5 湿热 5 0 士2 ≥9 5 ％ 2 此过度段完成后自动进入下一个 6 过渡段Ⅲ≤o ．5 周期试验 注第1 、Ⅱ、Ⅲ过渡段的时间为调节时间，不列人有效试验时间 试验周期 ，一个完整的试验周期为8h ，试验时 间按有效试验时间计算。 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 6 ．6 耐二氧化硫试验 按G B ／T2 4 2 3 ．3 3 2 0 0 5 的规定进行。其中，S O 。气体的体积百分比浓度等级选用0 ．3 3 ，试验周 期、暴露条件的阶段控制按照G B ／T2 4 2 3 ．3 32 0 0 5 的4 ．3 中表2 的规定进行。 6 ．7 耐风沙吹蚀试验 按G B ／T2 4 2 3 ．3 7 2 0 0 6 中6 ．2 试验L c 2 的规定进行。其中，试验用沙尘选择沙尘3 ，沙尘浓度选 择5g ／m 3 士1 ．5g ／m 3 ，气流速度选择2 0m ／s 2m ／s ，试验持续时间为2h 。 6 ．8 耐紫外光曝晒试验 6 ．8 ．1 试样的数量总数量为2 0 件，1 0 件作为测试样，l o 件用作参比样，避光保存。 6 ．8 ．2 试验设备按G B ／T1 6 4 2 2 ．31 9 9 7 的规定执行。 6 ．8 ．3 光源选用U V - A 3 4 0 型灯管。 6 ．8 ．4 试验条件样品架在3 4 0n m 处光谱辐照度为 O ．7 8 士0 ．0 2 w ／ m 2 r i m ，试验条件按照 G B ／T1 6 4 2 2 ．31 9 9 7 中7 ．2 规定的暴露方式1 进行。在黑标准温度 6 0 土3 ℃下辐照暴露4h ，然后， 在黑标准温度 5 0 3 ℃下无辐照冷凝暴露4h 为一个循环。对于P V C 材料的产品进行耐紫外光曝晒 试验时，黑标准温度为 5 0 土3 ℃，其他试验条件不变。 6 ．9 氙弧灯人工加速老化试验 6 ．9 ．1 试样的数量总数量为2 0 件，1 0 件作为测试样，1 0 件用作参比样，避光保存。 6 ．9 ．2 试验设备选用G B ／T1 6 4 2 2 ．2 1 9 9 9 中规定的水冷氙弧灯人工加速耐候性试验箱。 6 ．9 ．3 光源按照G B ／T 1 6 4 2 2 ．2 1 9 9 9 中4 ．1 ．1 的方法A 规定执行。 6 ．9 ．4 试验条件波长2 9 0n m ～8 0 0n m 之间的光源辐照度为5 5 0w ／m 2 ，在光谱波长3 4 0a m 处光谱 辐照度选择0 ．5 0w ／ m 2 。r i m ，在平行于灯轴的试样架平面上的试样，其表面上任意两点之间的辐照 度差别不应大于1 0 ％；试验过程中采用连续照射，周期性喷水，喷水周期为1 8m i n ／1 0 2m i n 喷水时间／ 不喷水时间 ，即每1 2 0m i n ，喷水1 8m i n ；黑板温度 6 5 3 ℃，喷淋和氙灯冷却用水为导电电阻大于 1M n c m 的纯净水。 6 ．9 ．5 累积辐射能量按下式计算 Q E T 1 0 。 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 式中 Q 累积辐射能量，单位为千焦每平方米 k J ／m 2 ； E 平均辐射照度，单位为瓦每平方米 w ／m 2 ； _ r 总的照射时间，单位为秒 s 。 6 ．9 ．6 其他规定按G B ／T1 6 4 2 2 ．21 9 9 9 执行。 6 ．1 0 自然曝晒试验 自然曝晒试验按G B ／T3 6 8 12 0 0 0 的规定进行，I 类 制成品 按照G B ／T3 6 8 1 - - 2 0 0 0 中7 ．1 a 规 定的暴露方法进行，Ⅱ类 外涂装防腐蚀层 按照G B ／T3 6 8 1 - - 2 0 0 0 中7 ．1 b 规定的暴露方法进行。 6 ．”性能保留率评定 6 ．1 1 ．1 评定方法 样品性能试验前后的劣化指标用性能保留率评定，评定公式如下 性能保留率 ％ 一争X 1 0 0 0 式中 x 7 试验后技术参数； x 。试验前技术参数。 6 ．1 1 ．2 评定项目 评定项目如下 G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8 a 塑料制品的抗拉强度、断裂延伸率检测项目按照G B ／T1 0 4 0 的相关规定进行，邵氏硬度按照 G B ／T2 4 1 1 中的规定进行； b 玻璃钢制品的弯曲强度按照G B ／T1 4 4 9 的相关规定进行； c 防腐涂层的附着性能按照J T ／T6 0 0 ．1 2 0 0 4 的相关规定进行，光泽度按照G B ／T9 7 5 4 中6 0 。 测试条件的相关规定进行； d 如必要可规定其他性能测试项目。 7 检验规则 7 ．1 公路沿线设施用塑料制品耐候性能的检验，按照不同产品使用用途和使用环境，应按表4 的要求 进行。 表4 检验项目 产品分类 序号检验项目说明 I 类Ⅱ类 1 耐温度交变性能 √√ 2 耐高温湿热性能 √√ 3 耐热氧老化性能 √√ 4 耐循环盐雾腐蚀性能 √ 5 耐S O , 腐蚀性能√ 6耐风沙吹蚀性能√√I 类产品不要求光学性能保留率 7 耐紫外光曝晒性能 8 耐氤弧灯人工加速老化性能 √√ 9 耐自然曝晒性能 √√ 仅用于产品定型试验 注表中“√”表示应检项目。 7 ．2 除埋地类设施应用的产品 如地下通信管道 外，其他户外产品投入使用前，应选用人工加速老化 试验的方法检验产品的耐候性指标。 8 试验报告 试验报告应至少包括以下信息 a 样品来源； b 试验方法； c 试验条件 老化试验要求出具光照时间、冷凝喷水时间及相应的温度、湿度、荧光紫外灯的光谱辐照度或 氙灯照射时的辐照度； d 试验依据标准编号； e 试验周期； f 试验材料名称和型号； g 试验样品的尺寸和制备方法； h 试验设备 设备型号、规格，对于辐射暴露试验还应注明使用的光源和滤光罩类型； t 试验结果； j 试验日期和人员。 参考文献 [ 1 ] G B ／T1 2 9 3 6 - - 2 0 0 7 太阳能热利用术语， G B ／T2 2 0 4 0 - - 2 0 0 8