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Q-FOG盐雾试验与QUV日晒老化综合试验方法

发布于:2019-05-05T17:05:34 阅读次数:678

传统的、应用最广泛的腐蚀加速方法是盐雾法,即在35°C下连续喷洒5%的盐溶液。该试验(ASTM B 117)在1914年左右首次应用于腐蚀试验。即使长期以来人们都知道传统盐雾法不能最大程度的模拟运行环境,然而在很多材料规范中它都被列为必备试验方法。

上世纪六十年代初,工程师和科学家们就尝试建立循环腐蚀试验方法,以更准确地预估出材料的腐蚀性。相比传统的稳态暴露方法,循环腐蚀试验更具有现实意义。由于实际暴露环境通常包括潮湿和干燥两种条件,因此应在这些自然循环条件试验后再进行实验室加速试验。研究证明,采用循环腐蚀试验,其相对腐蚀率、结构和形态与户外更接近。因此,相比传统的盐雾试验,循环腐蚀试验通常与户外环境具有更好的相关性。

目前已设计开发出多种不同的循环腐蚀试验方法。简单循环法(如Prohesion,该方法尤其适用于测定工业维护涂层)包括盐雾和干燥条件之间的循环。更精密的方法则需要采用包含多个步骤的循环,除盐雾和干燥外,还包括静置、潮湿、饱和湿度或其它条件。这些试验均采用潮湿/干燥循环,以开发模拟更接近户外循环条件的实验室条件。腐蚀与加速老化综合试验方法是循环试验的一种,由Sherwin Williams公司的研究人员于上世纪八十年代开发出,用于检测工业维护涂层。

腐蚀与加速老化综合试验

Sherwin Williams研究人员通过Prohesion试验研究三种涂层系统,发现在多个涂层作用时Prohesion本身并不会将不同类别进行区别(醇酸(铬酸锌抑制剂) – 醇酸外涂层;丙烯酸乳胶(偏硼酸钡抑制剂)– 丙烯酸乳胶外涂层;环氧聚酰胺(磷酸锌抑制剂) – 环氧聚酰胺外涂层)。

理论上,随着紫外光曝晒涂层质量下降,会降低耐腐蚀性能,因此开发设计出新的腐蚀与加速老化综合试验方法。新的试验方法综合了Prohesion(ASTM G85)和QUV®紫外光曝晒两种试验法(ASTM G154)。

在进行了新的循环腐蚀与加速老化综合试验后,三个涂层系统的性能排序与实际运行环境的排序保持一致(见表1)。同时发现,相比仅使用Prohesion法或传统盐雾法,产品的总腐蚀率和形态与户外情况更加接近。Sherwin Williams的研究员Brian Skerry总结认为,腐蚀与加速老化综合试验的排序结果与户外的排序结果最为接近。但也不难推断出,曝晒温度、试验时间和循环顺序最好与最终应用环境的相同。

曝晒条件排序(从最好到最差)
户外-海洋环境乳胶>醇酸树脂>环氧
户外-工业环境乳胶=醇酸树脂>环氧
传统盐雾方法环氧>醇酸树脂>乳胶
Prohesion方法乳胶=环氧=醇酸树脂
腐蚀与加速老化综合试验方法乳胶>醇酸树脂>环氧

表1:Sherwin Williams户外与实验室曝晒的排序关系

腐蚀与加速老化试验循环

腐蚀与加速老化试验循环包括一周的Prohesion试验和一周的QUV加速老化试验交替进行,试验条件如表2所述。一般试验持续约2000小时。

随着时间的推移,证明腐蚀与加速老化综合循环试验可对水性涂层的性能进行有效等级评估。该新方法应用于上世纪九十年代中期(ISO 11997-1&2和ASTM D5894)。颜色和光泽保持率均在ASTM D5894标准中有所说明。

 腐蚀循环(1周,Q-FOG®CCT试验箱)QUV循环(1周)
试验循环在25°C(或室温)下喷雾1小时
35°C下干燥1个小时
60°C下,UVA-340灯管,紫外光曝晒4个小时
50°C下冷凝4个小时(纯水)
试验条件说明* 通过往试验箱内输送新鲜空气,来进行干燥,这样在3至4个小时内,样品上所有可见的水滴均可烘干。Prohesion电解溶液:0.05%氯化钠+0.35%硫酸铵溶液酸度:pH 5.0 - 5.4典型时长:2,000小时

表2:腐蚀与加速老化试验循环的试验条件