涂料和清漆 耐周期性腐蚀的测定 第2部分检测

涂料和清漆 耐周期性腐蚀的测定 第2部分检测技术详述

1. 检测项目与方法原理

本部分涉及的检测核心是模拟并加速评估涂层体系在严酷的循环腐蚀环境下的失效行为，其关键检测项目为耐周期性腐蚀性能。测试通过预先设定的周期，顺序或交替地将试样暴露于一系列不同的气候与腐蚀环境中，以重现自然条件下产生的多种失效模式。主要检测方法及原理如下：

• 循环盐雾/干燥试验：

  • 原理： 此方法为核心检测项目。首先进行中性盐雾喷射，使试样表面沉积腐蚀介质（氯化钠溶液）。随后转入干燥阶段，通过升温、低湿度条件使试样干燥，盐分浓缩，加剧涂层渗透压并诱发内应力。最后可能引入常温高湿的湿润阶段，模拟凝露环境。这种干湿交替循环比连续盐雾更能模拟真实的大气腐蚀过程，加速涂层起泡、基材腐蚀、附着力丧失等现象。

• 循环腐蚀/紫外光照复合试验（CC-UV）：

  • 原理： 在一个完整的周期内，交替进行盐雾腐蚀（或其它腐蚀介质暴露）、干燥和紫外光照射。紫外光照阶段模拟太阳辐射，旨在评估紫外线对涂层聚合物的破坏作用（如粉化、开裂、失光、颜色变化）与湿态腐蚀的协同效应。这种方法尤其适用于评估汽车、建筑等户外用涂料的耐候性与耐腐蚀性综合性能。

• 循环腐蚀/低温暴露试验：

  • 原理： 在盐雾、湿润等阶段后，引入零度以下的低温冷冻阶段。该测试主要用于评估涂层体系在经历热胀冷缩、结冰/融霜循环后，其物理机械性能（如柔韧性、附着力）的保持能力，以及涂层开裂、剥离的倾向，适用于寒带地区使用的工业产品涂层。

• 含有污染气体（如SO₂）的循环腐蚀试验：

  • 原理： 在湿热或盐雾阶段，向试验箱内定量注入二氧化硫等工业污染气体。酸性气体溶于试样表面的水膜，形成酸性电解质，加速对金属基材的腐蚀，并可能引发涂层皂化、起泡等特定缺陷。此方法常用于模拟工业大气或城市污染环境下的腐蚀。

2. 检测范围与应用领域需求

周期性腐蚀检测因其模拟的真实性，广泛应用于对涂层耐久性有严格要求的领域：

• 汽车工业： 检测整车涂层、零部件（如底盘、制动件、紧固件）、新材料与新工艺的耐腐蚀性。需求模拟从冬季融雪剂（盐）腐蚀到夏季高温日晒的全气候条件，循环通常包含盐雾、干燥、冷凝湿润及可能的光照阶段。

• 航空航天： 评估飞机蒙皮涂层、内部结构涂层在高空低温、沿海盐雾、紫外线辐射等多种极端条件交替作用下的性能。

• 海洋工程与船舶： 检测船体涂层、海上平台防护体系对交替浸润海水、紫外线曝晒、盐分沉积干燥等周期性海洋气候的耐受能力。

• 建筑材料与基础设施： 评估建筑铝型材涂层、钢结构防护涂层、桥梁涂料等对周期性冻融、酸雨（含SO₂）、盐雾（沿海或化冰盐）的抵抗能力。

• 电子电工： 检测电子产品外壳涂层、印制电路板（PCB）涂层在含盐雾、高温高湿的周期性环境中的绝缘性、金属防护性及外观保持性。

3. 检测标准与文献依据

本部分检测的实施严格依据一系列国内外技术规范。广泛遵循的通用方法框架在多项国际标准中均有详细描述，例如对循环腐蚀试验的条件、周期步骤、溶液配制和试样评价提供了基础性指导。此外，众多行业组织发布的技术规范针对特定应用领域（如汽车、航空航天）制定了更为严苛和具体的测试循环协议，这些协议通常规定了精确的温湿度转换时间、溶液浓度及评价指标。相关的研究文献，如《涂层技术进展期刊》、《腐蚀科学与技术》等学术刊物中，大量研究报道了通过优化周期性腐蚀试验参数（如循环时间比、引入的应力类型）来更好地关联实际户外暴露结果的方法与数据。

4. 检测仪器与设备功能

实施周期性腐蚀检测需依赖精密的专用设备：

• 多功能循环腐蚀试验箱： 核心设备。集成盐雾喷射系统、空气加热与干燥系统、湿度精确控制系统（用于产生高湿、冷凝或干燥环境）、制冷系统（用于低温阶段）以及程序控制器。高级型号可能集成紫外光源模块、污染气体发生与注入系统。其功能是精确、自动化地执行预设的复杂环境循环序列，确保温湿度、喷雾量等参数符合标准要求。

• 紫外老化试验箱： 当采用CC-UV复合测试时，需要使用配备适当紫外光源（如UVA-340或UVB-313灯管）、控温及喷淋系统的专用紫外老化箱，用于独立或组合测试中的紫外照射阶段。

• 试样评价仪器：

  • 光学显微镜/数码摄像系统： 用于在测试周期前后及中间阶段，观察并记录涂层表面出现的腐蚀产物、起泡密度与大小、裂纹、锈蚀面积等，常配合图像分析软件进行定量评估。

  • 附着力测试仪： 采用划格法、拉开法或划痕法，定量测定测试前后涂层与基材之间或涂层各层之间的附着力变化，评估涂层保护性能的丧失程度。

  • 测厚仪： 用于确认测试前涂层的初始厚度是否符合要求，并在测试后可能测量因腐蚀导致的涂层减薄或基材腐蚀深度。

  • 光泽度计与色差仪： 量化评估涂层在周期性腐蚀和光照作用后的表面光泽保持率和颜色变化（ΔE值）。

• 环境参数校准设备： 包括精密温度计、湿度传感器、盐雾沉降量收集器、pH计等，用于定期校准试验箱内环境参数，确保测试条件的准确性与重现性。