GB/T 20643.3-2025 特殊环境条件 环境试验方法 第3部分：人工模拟试验方法及导则 高分子材料

　　ICS 19. 040 CCS K 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20643.3—2025代替 GB/T20643.3—2006

　　特殊环境条件 环境试验方法

　　第 3 部分:人工模拟试验方法及导则

　　高分子材料

　　Specialenvironmentalcondition—Environmentaltestmethod—

　　Part3: Artificialenvironmentaltestmethod and guidance—Polymermaterial

　　2025-08-01发布 2026-02-01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/T 20643.3—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 使用环境条件 2

　　5 人工模拟环境试验 2

　　5. 1 一般要求 2

　　5. 2 试验项 目 2

　　附录 A (资料性) 环境因素对高分子材料的主要影响 6

　　A. 1 温度和温度变化 6

　　A. 2 相对湿度 6

　　A. 3 盐雾 6

　　A. 4 霉菌 6

　　A. 5 低气压 7

　　A. 6 太阳辐射 7

　　A. 7 沙尘 7

　　参考文献 8

　　表 1 特殊环境条件下高分子材料模拟环境试验项 目 2

　　Ⅰ

　　GB/T 20643.3—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—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/T 20643《特殊环境条件 环境试验方法》的第 3 部分 。 GB/T 20643 已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :总则 ;

　　— 第 2部分 :人工模拟试验方法及导则 电工电子产品(含通信产品) ;

　　— 第 3部分 :人工模拟试验方法及导则 高分子材料 。

　　本文件代替 GB/T 20643. 3—2006《特殊环境条件 环境试验方法 第 3 部分 :人工模拟试验方法及导则 高 分 子 材 料》, 与 GB/T 20643. 3—2006相 比 , 除 结 构 调 整 与 编 辑 性 改 动 外 , 主 要 技 术 变 化如下 :

　　a) 更改了 “范围 ”的内容 ,增加了湿热 、湿热海洋 、寒冷特殊环境条件(见第 1 章 ,2006年版的第 1章) ;

　　b) 更改了 “使用环境条件 ”(见第 4章 ,2006年版的第 3 章) ;

　　c) 更改了“一般要求 ”(见 5. 1,2006年版的 4. 1) ;

　　d) 更改了表 1 的内容(见表 1,2006年版的表 1) ;

　　e) 删除了 “推荐试验 ”(见 2006年版的 4. 3) ;

　　f) 删除了 “试验设备 ”(见 2006年版的第 5 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 。

　　本文件由中国电器工业协会提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国电器科学研究院股份有限公司 、深圳市英威腾电动汽车驱动技术有限公司 、威凯检测技术有限公司 、清华大学深圳国际研究生院 、南方电网综合能源股份有限公司 、天津航天瑞莱科技有限公司 、深圳职业技术大学 、中海油天津化工研究设计院有限公司 、深圳海关工业品检测技术中心 、北京科技大学 、中国特种飞行器研究所 、通用机械关键核心基础件创新中心(安徽)有限公司 、海南电网有限责任公司电力科学研究院 、国网福建省电力有限公司电力科学研究院 。

　　本文件主要起草人 :刘鑫 、赵雪茹 、高骏 、吕天一 、郑子迎 、王希林 、夏云峰 、牟浩文 、王小享 、郭志佳 、秦健 、贾志东 、程学群 、慕仙莲 、李轶颖 、赵海龙 、夏晓健 、严康骅 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 2006年首次发布为 GB/T 20643. 3—2006;

　　— 本次为第一次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 20643.3—2025

　　引 言

　　GB/T 20643《特殊环境条件 环境试验方法》涵盖了产品在我国干热 、干热沙漠 、高原 、湿热 、湿热海洋 、寒冷等特殊气候类型下的人工模拟试验方法及导则 。 目前 ,GB/T 20643 由三个部分构成 。

　　— 第 1部分 :总则 。 目的是提出在特殊环境条件下自然大气暴露试验和人工模拟试验的一般规定 ,并给出环境试验的一般导则 。

　　— 第 2部分 :人工模拟试验方法及导则 电工电子产品(含通信设备) 。 目的是提出电工电子产品(含通信设备)在特殊环境条件的人工模拟试验方法及导则 。

　　— 第 3部分 :人工模拟试验方法及导则 高分子材料 。 目的是提出高分子材料在特殊环境条件的人工模拟试验方法及导则 。

　　“特殊环境条件 环境试验 ”是将样品暴露到 自然或人工模拟的具有干热 、干热沙漠 、高原 、湿热 、湿热海洋 、寒冷等地区特殊气候特征的环境条件中 ,从而对它们在实际使用中可能遇到的贮存 、运输和使用条件下的性能做出评价 。如果有关标准需要 ,则这些试验方法也可用于型式试验 ,批量抽样试验 、质量检查试验等类型试验 。

　　Ⅳ

　　GB/T 20643.3—2025

　　特殊环境条件 环境试验方法

　　第 3 部分:人工模拟试验方法及导则

　　高分子材料

　　1 范围

　　本文件规定了干热 、干热沙漠 、高原 、湿热 、湿热海洋 、寒冷 6种特殊环境条件下 ,塑料 、橡胶 、涂层等高分子材料的人工模拟试验方法及导则 。

　　本文件适用于考核在特殊环境条件下使用的高分子材料的环境适应能力 。

　　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 。

　　GB/T 2423. 1 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 A:低温

　　GB/T 2423. 2 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 B:高温

　　GB/T 2423. 3 环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 Cab:恒定湿热试验

　　GB/T 2423. 4 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 Db:交变湿热(12h+12h循环) GB/T 2423. 16 环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 J 和导则 :长霉

　　GB/T 2423. 17 环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 Ka:盐雾

　　GB/T 2423. 22 环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 N:温度变化

　　GB/T 2423. 27 环境试验 第 2部分 :试验方法 试验方法和导则 :温度/低气压或温度/湿度/低气压综合试验

　　GB/T 2423. 37 电工电子产品环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 L:沙尘试验

　　GB/T 2423. 65 环境试验 第 2部分 :试验方法 试验 :盐雾/温度/湿度/太阳辐射综合

　　GB/T 9286 色漆和清漆 划格试验

　　GB/T 14522 机械工业产品用塑料 、涂料 、橡胶材料人工气候老化试验方法 荧光紫外灯GB/T 16422. 2 塑料 实验室光源暴露试验方法 第 2部分 :氙弧灯

　　GB/T 20625—2024 特殊环境条件 术语

　　GB/T 32088 汽车非金属部件及材料氙灯加速老化试验方法

　　3 术语和定义

　　GB/T 20625—2024界定的术语和定义适用于本文件 。

　　1

　　GB/T 20643.3—2025

　　4 使用环境条件

　　干热 、干热沙漠 、高原 、湿热 、湿热海洋 、寒冷等特殊环境条件参数见 GB/T 20643. 1。特殊环境条件可引起塑料 、橡胶 、涂层等高分子材料发生不同的失效行为 。 以上特殊环境条件对高分子材料产生的主要影响见附录 A。

　　5 人工模拟环境试验

　　5. 1 一般要求

　　在干热 、干热沙漠 、高原 、湿热 、湿热海洋 、寒冷等殊环境条件下使用的高分子材料 ,除应满足原有基本性能要求以外 ,还应根据材料对以上特殊气候环境条件影响的敏感程度进行必要的人工模拟环境试验 , 以考核其在特殊环境下的环境适应能力 。

　　5.2 试验项目

　　特殊环境条件下 ,高分子材料人工模拟环境试验方法应按照表 1 中列出试验项目进行 ,试验严酷等级可由供方和需方协商确定选用 。

　　检测内容可按有关规范要求选择 ,通常包括外观 、机械性能和电气性能 。

　　表 1 特殊环境条件下高分子材料模拟环境试验项目

　　试验项 目

　　试验方法标准

　　试验(严酷)条件

　　使用环境

　　说明

　　干热

　　干热沙漠

　　高原

　　湿热

　　湿热海洋

　　寒冷

　　低温试验

　　GB/T 2423. 1

　　温度 :-25℃、-40℃、-55℃

　　持 续 时 间 : 2 h、16 h、72 h、 96h

　　√

　　√

　　√

　　可依 据 当 地 环 境 特 点 选择温 度 , 持 续 时 间 推 荐16h 或 96h

　　高温试验

　　GB/T 2423. 2

　　温 度 : 55 ℃ 、70 ℃ 、85 ℃ 、 100 ℃

　　持 续 时 间 : 2 h、16 h、72 h、 96h

　　√

　　√

　　√

　　√

　　可依 据 当 地 环 境 特 点 选择温 度 , 持 续 时 间 推 荐16h 或 96h

　　恒定湿热试验

　　GB/T 2423. 3

　　温度 : (40±2) ℃ , 相 对 湿 度 : (93±3) %

　　持续时间 :12 h、16 h、24 h 或2 d、4 d、10 d、21 d、56 d

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 材 料 耐 受 恒定湿热 条 件 的 能 力 , 以 及吸湿 对 材 料 电 气 性 能 的影响

　　交变湿热试验

　　GB/T 2423. 4

　　方法 1:温度(40±2) ℃ , 相 对

　　湿度 (93±3) % , 循 环 次 数 :

　　2、6、12、21、56

　　方法 2:温度(55±2) ℃ , 相 对

　　湿度(93±3) % , 循 环 次 数 :

　　1、2、6

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 因 温 差 变 化而产 生 的 凝 露 对 材 料 电气性能的影响

　　2

　　GB/T 20643.3—2025

　　表 1 特殊环境条件下高分子材料模拟环境试验项目 (续)

　　试验项 目

　　试验方法标准

　　试验(严酷)条件

　　使用环境

　　说明

　　干热

　　干热沙漠

　　高原

　　湿热

　　湿热海洋

　　寒冷

　　盐雾试验

　　GB/T 2423. 17

　　(50±5) g/L氯 化 钠 溶 液 , 试验温 度 为 35 ℃ , 持 续 时 间 : 16h、24h、48h、96h、168h、 336h或 672 h

　　√

　　√

　　√

　　仅在盐 湖 、湿 热 沿 海 海 洋环境考虑

　　长霉试验

　　GB/T 2423. 16

　　温 度 (29± 1) ℃ , 相 对 湿 度90% ~ 100%

　　方法 1: 不 完 全 营 养 培 养 基

　　(无 碳 源) , 持 续 时 间 : 28 d、 56 d

　　方法 2: (完 全) 营 养 液 培 养 基

　　(有碳源) ,持续时间 :28d

　　√

　　√

　　适用于 考 核 材 料 在 湿 热 、湿热 海 洋 地 区 对 霉 菌 环境的适应性

　　温度变

　　化试验

　　(试验

　　Na)

　　GB/T 2423. 22

　　低温 : -25 ℃ ,持续时间 3 h

　　高温 :55 ℃ ,持续时间 3 h

　　转 换 时 间 : ≤ 3 min, 循 环 次数 :5 或 10

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 材 料 耐 受 环境 温 度 快 速 变 化 的 能力 ,推荐 5个循环

　　氙灯试验

　　—

　　黑板温 度(90±3) ℃ ,箱 内 空气温度(50±3) ℃ , 相 对 湿 度(20 ± 10) % , 辐 照 度 : 在340 nm 为 ( 0. 6 ± 0. 02) W/m2 ,不喷水连续光照

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 户 外 使 用 的材料 对 太 阳 辐 射 的 耐 受能力 。

　　对塑料 和 橡 胶 材 料 , 除 试验条件 按 标 准 规 定 外 , 氙灯试 验 时 间 都 选 择 较 长的 周 期 , 如 2 000 h 或 更长一些 。

　　对湿 度 敏 感 的 材 料 开 展户内的 氙 灯 试 验 , 可 提 高相对湿度至(65±10) %

　　—

　　黑板温 度(63±3) ℃ ,箱 内 空气温度(50±3) ℃ , 相 对 湿 度(20 ± 10) % , 辐 照 度 : 在340 nm 为 ( 0. 6 ± 0. 02) W/m2 ,不喷水连续光照

　　√

　　—

　　黑板温 度(70±3) ℃ ,箱 内 空气温度(47±3) ℃ , 相 对 湿 度(50± 10) % , 辐 照 强 度 : 在340 nm 为 ( 0. 51 ± 0. 02) W/m2 , 间 歇 性 喷 淋 , 每 2 h喷淋 18 min, 喷 淋 期 间 不 控黑板温度和舱内湿度

　　√

　　√

　　3

　　GB/T 20643.3—2025

　　表 1 特殊环境条件下高分子材料模拟环境试验项目 (续)

　　试验项 目

　　试验方法标准

　　试验(严酷)条件

　　使用环境

　　说明

　　干热

　　干热沙漠

　　高原

　　湿热

　　湿热海洋

　　寒冷

　　氙灯试验

　　—

　　黑板温 度(63±3) ℃ ,箱 内 空气温度(38±3) ℃ , 相 对 湿 度(50± 10) % , 辐 照 强 度 : 在340 nm 为 0. 51 W/m2 , 不 喷水连续光照

　　√

　　适用于 考 核 户 外 使 用 的 材料对太阳辐射的耐受能力 。对塑料和橡胶材料 , 除试验条件按标准规定外 ,氙灯试验 时 间 都 选 择 较 长 的 周期 ,如 2000h或更长一些 。对湿度 敏 感 的 材 料 开 展 户内的氙灯试验 ,可提高相对湿度至(65±10) %

　　GB/T 16422. 2

　　黑板温 度(89±3) ℃ ,箱 内 空气温度(65±3) ℃ , 相 对 湿 度(20 ± 10) % , 辐 照 度 : 在420 nm 为 ( 1. 10 ± 0. 02) W/m2 ,不喷水连续光照

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用于 考 核 户 内 使 用 的 材料对太阳辐射的耐受能力 。对湿度 敏 感 的 材 料 开 展 户内的氙灯试验 ,可提高相对湿度至(65±10) %

　　黑板温 度(63±3) ℃ ,箱 内 空气温度(38±3) ℃ , 相 对 湿 度( 50 ± 10) % , 辐 照 度 : 在420 nm 为 ( 1. 10 ± 0. 02) W/m2 ,不喷水连续光照

　　√

　　√

　　荧光

　　紫外灯

　　试验

　　GB/T 14522

　　UVA灯管(340 nm)光照60 ℃ 、8 h,50 ℃ 、4 h 冷凝

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 户 外 使 用 的材料 对 太 阳 辐 射 的 耐 受能力 。

　　对于高 原 环 境 条 件 , 可 选择 UVA 光 源 , 强 辐 照 度进行荧光紫外灯试验

　　UVB灯管(313 nm)光照 60 ℃ 、8 h,50 ℃ 、4 h 冷凝

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 户 外 使 用 的材料 对 太 阳 辐 射 的 耐 受能力 。

　　对耐 光 老 化 材 料 荧 光 紫外 灯 试 验 , 可 选 择UVB光源

　　UVA管(351 nm) ,温度50 ℃ ,无冷凝连续光照

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用 于 考 核 户 内 使 用 的材料 对 太 阳 辐 射 的 耐 受能力

　　4

　　GB/T 20643.3—2025

　　表 1 特殊环境条件下高分子材料模拟环境试验项目 (续)

　　试验项 目

　　试验方法标准

　　试验(严酷)条件

　　使用环境

　　说明

　　干热

　　干热沙漠

　　高原

　　湿热

　　湿热海洋

　　寒冷

　　沙尘试验(方法Lc1)

　　GB/T 2423. 37

　　100% ~ 94. 5% 沙 尘 粒 径 < 850 μm , 沙 尘 浓 度 ( 10± 3) g/m3 ,气流速度 30 m/s,相对湿 度 小 于 25% , 持 续 时 间 : 2 h、4 h、8 h、24h

　　√

　　√

　　√

　　√

　　适用 于 在 沙 尘 环 境 中 使用的材 料 , 通 常 用 来 考 核橡胶材料的密封性能

　　温度/低气压试验

　　GB/T 2423. 27

　　温度 -40℃、-25℃、40℃ ,低气压 55 kPa, 温 度 变 化 速 率不 超 过 1 ℃/min, 气 压 变 化速 率 不 超 过 15 kPa/min, 持续时间 :2 h或 16h

　　√

　　适 用 于 考 核 材 料 在 高温/低温 及 低 气 压 叠 加 环境的适应性

　　盐雾/

　　温度/

　　湿度/

　　太阳辐

　　射综合

　　试验

　　GB/T 2423. 65

　　试验阶段 Z1:

　　盐雾浓度(100±30)mg/m3 ,辐照度 在 300 nm ~ 2 450 mm范 围 内 (600± 60) W/m2 , 温度(45±3) ℃ ,相对湿度(85± 5) %

　　试验阶段 Z2:

　　辐照度在 300 nm~ 2450 mm范围 内 (1 090± 109) W/m2 ,温度 (45± 3) ℃ , 相 对 湿 度

　　(50±10) %

　　试验阶段 Z3:

　　盐雾浓度(100±30)mg/m3 ,温 度 ( 35± 2) ℃ , 相 对 湿 度(85±3) %

　　试验持 续 时 间 : 120 h、240 h、 360 h、480 h、720 h、960 h

　　√

　　适用 于 考 核 户 外 使 用 的材料在高温 、高湿 、太阳辐照 和 盐 雾 综 合 作 用 下的环境适应性

　　注 : √ 指该特殊环境条件下 ,推荐做对应的试验项 目 。

　　5

　　GB/T 20643.3—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　环境因素对高分子材料的主要影响

　　A. 1 温度和温度变化

　　温度和温度变化对高分子材料的主要影响如下 。

　　— 干热和干热沙漠地区夏季气温高 ,会加速材料老化 , 引起材料变形 、开裂 。地表温度高使沿沙地敷设的电缆鼓涨甚至开裂 。

　　— 干热和干热沙漠及高原地区冬季气温很低 ,材料变硬变脆且对材料的机械性能有所影响 。户外服役设备所用的密封材料 , 由于温差大引起冷凝水积聚 , 降低材料绝缘性能 ,甚至击穿 。

　　— 干热和干热沙漠 、高原 、寒冷地区日夜温差大 ,易引起高分子材料变形 、开裂 ,密封材料使用寿命缩短 ,涂层易出现龟裂 、粉化 、变色等现象 。

　　— 高原及寒冷地区有结霜 、结冰 、凝露 、冻土 ,在该环境使用的材料加以考虑 。

　　— 寒冷地区长期低温可加速材料弹性丧失 、硬化 、脆化 。户外用的橡胶密封材料 ,易出现低温脆化等失效现象 。

　　— 寒冷地区温差大 ,常形成热胀冷缩或湿冻条件 ,水蒸气易侵入基体 ,造成塑料 、高分子薄膜材料出现龟裂 、剥离鼓泡等问题 。

　　A.2 相对湿度

　　相对湿度对高分子材料的主要影响如下 。

　　— 干热和干热沙漠地区气候十分干燥少雨 ,材料易开裂 、变形 。

　　— 湿热海洋地区湿度高 、降雨多 ,水蒸气易侵入基体造成剥离鼓泡等问题 ,导致涂层等材料防腐性能降低 。

　　— 寒冷地区湿气大 , 白天水分渗透进材料内部 ,夜间随温度降低而结冰膨胀 ,形成冻融循环 ,导致材料裂纹扩展或剥离 。

　　A.3 盐雾

　　盐雾对高分子材料的主要影响如下 。

　　— 高原部分地区有盐湖条件 ,在该环境使用的材料加以考虑盐雾影响 。

　　— 湿热 海 洋 地 区 空 气 中 盐 雾 粒 子 含 量 高 、相 对 湿 度 高 , 易 沉 积 在 材 料 表 面 形 成 电 解 液 膜 或 液滴 ,长期渗透作用可导致含有金属组分的材料加速劣化 。

　　— 湿热海洋地区湿度高 ,盐雾沉降明显 ,导致材料表面憎水性能下降 , 引起电网绝缘子等设施泄漏电流增大 ,可能引起局部发热 、出现爬电甚至闪络 。

　　A.4 霉菌

　　湿热海洋地区当设备暴露于支持微生物生长的不利温度/湿度条件下时 ,高分子材料可直接作为微生物生长的一种营养物质而被侵蚀 ,或材料受微生物的代谢产物引起高分子材料的劣化 ,如机械性能 、电气性能下降 ,表观劣化 。

　　6

　　GB/T 20643.3—2025

　　A.5 低气压

　　高原地区低气压条件叠加温度的影响 ,加速材料性能退化 ,增加材料表面腐蚀 、降解 , 以及密封部件变形等风险 。

　　A.6 太阳辐射

　　太阳辐射强烈 ,造成高分子材料易出现粉化 、龟裂 、变形 、变色 、失光 、剥落等老化现象 ,且影响材料的机械性能及使用寿命 。

　　湿热海洋地区 ,暴露在户外的材料常年受到高温 、多雨 、强辐照等因素的综合影响 , 易导致涂层褪色 、失光 、粉化以及致密性下降引起防腐性能降低 ,易引起塑料脆化和龟裂等 。

　　A.7 沙尘

　　干热 、干热沙漠 、高原及寒冷地区湿度低 ,风沙大 ,易造成涂层剥落及表面磨损 。

　　7

　　GB/T 20643.3—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 20643. 1 特殊环境条件 环境试验方法 第 1 部分 :总则

　　8