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Q-FOG鹽霧試驗與QUV日曬老化綜合試驗方法

發布于:2019-05-05T17:05:34 閱讀次數:1445

傳統的、應用最廣泛的腐蝕加速方法是鹽霧法,即在35°C下連續噴灑5%的鹽溶液。該試驗(ASTM B 117)在1914年左右首次應用于腐蝕試驗。即使長期以來人們都知道傳統鹽霧法不能最大程度的模擬運行環境,然而在很多材料規范中它都被列為必備試驗方法。

上世紀六十年代初,工程師和科學家們就嘗試建立循環腐蝕試驗方法,以更準確地預估出材料的腐蝕性。相比傳統的穩態暴露方法,循環腐蝕試驗更具有現實意義。由于實際暴露環境通常包括潮濕和干燥兩種條件,因此應在這些自然循環條件試驗后再進行實驗室加速試驗。研究證明,采用循環腐蝕試驗,其相對腐蝕率、結構和形態與戶外更接近。因此,相比傳統的鹽霧試驗,循環腐蝕試驗通常與戶外環境具有更好的相關性。

目前已設計開發出多種不同的循環腐蝕試驗方法。簡單循環法(如Prohesion,該方法尤其適用于測定工業維護涂層)包括鹽霧和干燥條件之間的循環。更精密的方法則需要采用包含多個步驟的循環,除鹽霧和干燥外,還包括靜置、潮濕、飽和濕度或其它條件。這些試驗均采用潮濕/干燥循環,以開發模擬更接近戶外循環條件的實驗室條件。腐蝕與加速老化綜合試驗方法是循環試驗的一種,由Sherwin Williams公司的研究人員于上世紀八十年代開發出,用于檢測工業維護涂層。

腐蝕與加速老化綜合試驗

Sherwin Williams研究人員通過Prohesion試驗研究三種涂層系統,發現在多個涂層作用時Prohesion本身并不會將不同類別進行區別(醇酸(鉻酸鋅抑制劑) – 醇酸外涂層;丙烯酸乳膠(偏硼酸鋇抑制劑)– 丙烯酸乳膠外涂層;環氧聚酰胺(磷酸鋅抑制劑) – 環氧聚酰胺外涂層)。

理論上,隨著紫外光曝曬涂層質量下降,會降低耐腐蝕性能,因此開發設計出新的腐蝕與加速老化綜合試驗方法。新的試驗方法綜合了Prohesion(ASTM G85)和QUV®紫外光曝曬兩種試驗法(ASTM G154)。

在進行了新的循環腐蝕與加速老化綜合試驗后,三個涂層系統的性能排序與實際運行環境的排序保持一致(見表1)。同時發現,相比僅使用Prohesion法或傳統鹽霧法,產品的總腐蝕率和形態與戶外情況更加接近。Sherwin Williams的研究員Brian Skerry總結認為,腐蝕與加速老化綜合試驗的排序結果與戶外的排序結果最為接近。但也不難推斷出,曝曬溫度、試驗時間和循環順序最好與最終應用環境的相同。

曝曬條件排序(從最好到最差)
戶外-海洋環境乳膠>醇酸樹脂>環氧
戶外-工業環境乳膠=醇酸樹脂>環氧
傳統鹽霧方法環氧>醇酸樹脂>乳膠
Prohesion方法乳膠=環氧=醇酸樹脂
腐蝕與加速老化綜合試驗方法乳膠>醇酸樹脂>環氧

表1:Sherwin Williams戶外與實驗室曝曬的排序關系

腐蝕與加速老化試驗循環

腐蝕與加速老化試驗循環包括一周的Prohesion試驗和一周的QUV加速老化試驗交替進行,試驗條件如表2所述。一般試驗持續約2000小時。

隨著時間的推移,證明腐蝕與加速老化綜合循環試驗可對水性涂層的性能進行有效等級評估。該新方法應用于上世紀九十年代中期(ISO 11997-1&2和ASTM D5894)。顏色和光澤保持率均在ASTM D5894標準中有所說明。

 腐蝕循環(1周,Q-FOG®CCT試驗箱)QUV循環(1周)
試驗循環在25°C(或室溫)下噴霧1小時
35°C下干燥1個小時
60°C下,UVA-340燈管,紫外光曝曬4個小時
50°C下冷凝4個小時(純水)
試驗條件說明* 通過往試驗箱內輸送新鮮空氣,來進行干燥,這樣在3至4個小時內,樣品上所有可見的水滴均可烘干。Prohesion電解溶液:0.05%氯化鈉+0.35%硫酸銨溶液酸度:pH 5.0 - 5.4典型時長:2,000小時

表2:腐蝕與加速老化試驗循環的試驗條件

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