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湿热试验

       湿热试验是将涂有漆膜的样板或实物置于温度和湿度受控制的密闭试验箱内,一定时间后观察起泡、腐蚀及附着力下降等变化,评定涂膜抵抗湿热水汽(有时包含有凝露)能力的试验。考核涂层对湿热带气候的环境适应性和耐蚀能力。湿热试验时,涂层的耐水性和水汽渗透性比一般常温浸水试验失效要快。湿热试验引起的腐蚀不及盐雾试验剧烈。

       湿热试验与盐雾试验的主要区别是湿热试验的雾滴没有盐分是蒸馏水,虽然盐滴因其导电率高、叉含氯离子而腐蚀作用剧烈,但对渗透压而言,蒸馏水的活度高,涂层是半透膜,蒸馏水渗入漆膜的能力比盐液强。水分透入漆膜,在两层漆膜之间积聚,会降低层间附着力,而起泡。随后再向深入一步发展,到达漆膜与底板之间,降低附着力,导致漆膜起泡,同时水分与金属底板接触,产生电化学腐蚀作用。在漆膜内吸收水分,会引起漆膜膨胀而产生内应力,降低附着力而起泡,漆膜吸水率在蒸馏水中比盐水中高,就对涂膜的破坏力来说,湿热试验是很苛刻的。
       一般在相对湿度较低的情况下,漆膜附着力的变化是不明显的,但随着相对湿度增加到90%,甚至于更高,附着力的丧失就会变得很快,除了个别漆膜外,大多数漆膜在干燥后附着力均不能恢复。
       在相同的相对湿度下,温度越高,绝对湿度越大,则周围宅问水蒸气压力增加,同时温度越高,高分子链的热运动越厉害,加速形成了分子间的空隙,有利于水分的进入,水汽向漆膜内扩散就越显著,但温度太高则与实际情况不符。有 湿热试验的条件规定有升温及降温的循环,降温时水汽在漆膜上凝露,增加水汽的透入。
       目前推荐的湿热试验有以下3种,各种湿热试验的具体方法略有不同,湿热试验测试条件必须有明确规定。
       (1)高温高湿短周期。
       (2)温湿度交变的试验周期。如ASTM D 2247—80 《在100%相对湿度下涂漆的金属样板试验》的条件是在100%相对湿度的样板表面始终存在冷凝水的情况下,温度保持38±1℃。由于有低温高湿阶段,使水汽在漆膜表面上凝露,有利于水分渗透到漆膜内部,从而加速了对漆膜的破坏。但也有认为凝露太多,在漆膜上形成一层水膜,易造成漆膜中的可溶物质过多地被溶解出来,与实际湿热情况不符。
       (3)恒温恒湿的试验。如我国标准GB/T 1704-79(88)《漆膜耐湿热测定法》 ,温度47±1℃,相对湿度96%±2%。ASTM D 1735《有机涂层水雾试验标准方法》 ,温度为37.8℃±1℃,喷雾液为蒸馏水或去离子水。
       由于湿热试验中最主要的影响因素是温度和湿度,因此在每次试验中需特别注意对这两个因素的控制。另外在试验时,垂直悬持的样板之间应保持一定的距离,以不相互重叠碰撞为准(2~4em);样板在各周期检查时还应互换位置,以尽可能地减少因设备内温、湿度的不均匀所造成的试验洪差。试验用水应采用蒸馏水或离子交换树脂净化水。对于样板的评定主要观察涂膜有无起泡、生锈和脱落,按其损坏程度进行评级。
       在钢板或铝板表面按规定涂膜,制备待试的涂膜试片。投试前纪录试片原始状态。将试片垂直悬挂于试验架上,置于调温调湿箱中,于47±1℃和RH96±2%条件下计算试验时间;试验时试片表面不应出现凝露;连续试验48h检测一次,经两次检查后,改为每隔72h检查一次;按规定达到试验时数,取出试片进行最后一次检查。表观检查结果,与标准评定等级(共分三级)对照以判定涂膜耐湿热性。
       材料腐蚀平台中心测试涂层的耐湿热性能,采用的设备是湿热交变腐蚀试验箱,如图1所示。


图1  湿热交变腐蚀试验箱

涂层耐湿热性能检测相关技术标准


标准名称:Standard Practice for Testing Water Resistance of Coatings in 100% Relative Humidity
标准编号:ASTM D2247 - 11
标准概述:Water can cause the degradation of coatings, so knowledge of how a coating resists water is helpful for assessing how it will perform in actual service. Failure in tests at 100 % relative humidity may be caused by a number of factors including a deficiency in the coating itself, contamination of the substrate, or inadequate surface preparation. This practice is therefore useful for evaluating coatings alone or complete coating systems.Tests at 100 % relative humidity are used for specification acceptance, quality control, and research and development for coatings and substrate treatments. Some tests are used for a pass or fail determination at an arbitrary time. A coating system is considered to pass if there is no evidence of water-related failure after a period of time. Other tests are used to monitor degree of failure as a function of exposure time.


标准名称:漆膜耐湿热测定法
标准编号:GB/T 1740-2007
发布日期:2007-09-11
实施日期:2008-04-01
标准概述:本标准规定了色漆、清漆或相关产品的涂层抗高温、高湿环境能力的试验方法。本标准适用于漆膜耐湿热性能的测定。


标准名称:Standard Practice for Testing Water Resistance of Coatings Using Water Fog Apparatus
标准编号:ASTM D1735 - 08
标准概述:This practice covers the basic principles and operating procedures for testing water resistance of coatings in an apparatus similar to that used for salt spray testing.This practice is limited to the methods of obtaining, measuring, and controlling the conditions and procedures of water fog tests. It does not specify specimen preparation, specific test conditions, or evaluation of results.

 

文献资料
 
书籍/文献 主编/作者 出版社/期刊 出版时间/发表时间
腐蚀试验方法与防腐蚀检测技术 中国腐蚀与防护学会 化学工业出版社 1996年3月
腐蚀试验方法及监测技术 李久青,杜翠微 中国石化出版社 2007年5月
涂料分析与检测 陈燕舞 化学工业出版社 2009年7月
       国家材料环境腐蚀平台中心具有多年的涂层研究积累和先进的试验仪器,可为用户提供涂层耐湿热性能的检测服务,并可以提供涂层相关的研究咨询和技术解决方案。
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