CN110972558B - 一种涂料海洋环境适应性实验室评价方法 - Google Patents

一种涂料海洋环境适应性实验室评价方法 Download PDF

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刘亚平
王登霞
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Abstract

本发明属于测试评价技术领域。本发明涉及的涂料海洋环境适应性评价方法，以单因素实验室环境试验评价技术为基础，模拟海洋环境多因素耦合的综合环境，采用单因素试验组合方案，实现在实验室条件下对涂料自然环境腐蚀情况的模拟。本发明涉及的涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成，用色差表征试验结果。本发明涉及的涂料海洋环境适应性评价方法，能够再现涂料在服役过程中的腐蚀环境因素，评价结果准确、可靠，试验误差基本在10％以内，加速比达到20～26，与自然老化试验相比试验周期缩短90％以上。该评价方法适用与涂料的海洋环境适应性评价。

Description

一种涂料海洋环境适应性实验室评价方法
技术领域
本发明属于测试评价技术领域，涉及环境适应性评价技术，特别涉及涂料的实验室快速评价技术。
背景技术
我国地域广阔，气候条件千差万别，这使得涂料在服役期会经历海洋大气、高温、高湿、沙漠和低温等各种恶劣环境，经受环境中多种因素的综合作用，以海洋环境为例，在高温、高湿、高盐雾的东南沿海地区，海洋大气中含有大量的氯离子，当盐雾的微粒沉降附着在材料的表面上，便迅速吸潮溶解成氯化物的水溶液，在一定的温湿度条件下，这种氯化物水溶液或离解后的氯离子，具有很大的渗透能力，能够通过涂料或其他材料的微孔而逐步渗入到材料体系的内部，从而破环涂层的隐身性能和防腐性能，影响到涂料的有效使用寿命，不同条件的老化试验为涂料对环境适应性及在典型环境下的腐蚀防护能力提供了评价与试验手段。
目前国内外对涂料的环境适应性评价主要分为自然环境试验和实验室环境试验评价方法两大类，自然环境试验评价结果可靠，但气候因素复杂、稳定性不好，试验周期长，费用高。实验室环境试验主要集中在单项人工加速试验，试验条件稳定，重现性好，但是只能独立评价考核在单一环境因素条件下的环境适应性，不能对多因素耦合的综合环境适应性作出准确评价。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涂料海洋环境适应性的实验室快速评价方法。
本发明的目的是这样实现的，以单因素实验室环境试验评价技术为基础，根据海洋环境试验地区气象资料及环境条件参数，确定单因素试验条件和匹配单因素试验组合方案，搭建实验室环境试验组合方案，模拟多因素耦合的综合环境，实现在实验室条件下对涂料自然环境腐蚀情况的模拟。
本发明涉及的涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成；湿热试验条件为：温度55～65℃、湿度85～95％RH，时间144～192h；盐雾试验条件为：温度30～40℃，盐水质量分数4～6％，盐雾沉降量1.0～2.0ml/80cm2·h，连续喷雾144～192h；光老化试验条件为：采用UVA光源，辐照强度0.61～0.81W/m2@340nm，作用时间144～192h，用色差表征试验结果。
本发明涉及的涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成；湿热试验条件为：温度55～65℃、湿度85～95％RH，时间144～192h；盐雾试验条件为：温度30～40℃，盐水质量分数4～6％，盐雾沉降量1.0～2.0ml/80cm2·h，连续喷雾144～192h；光老化试验条件为：采用UVB光源，辐照强度0.61～0.81W/m2@313nm，作用时间144～192h，用色差表征试验结果。
本发明涉及的涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成；湿热试验条件为：温度55～65℃、湿度85～95％RH，时间144～192h；盐雾试验条件为：温度30～40℃，盐水质量分数4～6％，盐雾沉降量1.0～2.0ml/80cm2·h，连续喷雾144～192h；光老化试验条件为：采用氙弧灯光源，辐照强度0.46～0.56W/m2@340nm，作用时间144～192h，用色差表征试验结果。
本发明涉及的涂料海洋环境适应性实验室评价方法，能够再现涂料在服役过程中的腐蚀环境因素，评价结果准确、可靠，试验误差基本在10％以内，加速比达到20～26，与自然老化试验相比试验周期缩短90％以上。该评价方法适用于涂料的海洋环境适应性评价。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所涉及的技术方案进行详细说明，但不作为对本发明涉及技术方案的限制。任何基于本发明涉及技术方案设计的评价方法均构成本发明的一部分。
实施例一
以万宁近海地区为例，通过查阅万宁近海地区五年内的气象资料，通过相关换算最终确定按以下三种条件分别进行试验。
湿热试验条件为试验温度：65℃，试验湿度：95％RH，作用时间：192h；盐雾试验条件为试验温度：40℃，盐水质量分数：6％，盐雾沉降量：2.0ml/80cm2.h，工作方式：连续喷雾，作用时间：192h；采用UVA作为试验光源，辐照强度：0.81W/m2@340nm，作用时间：192h。
按照湿热试验+盐雾试验+UVA光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了24天合计576h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表1所示，平均色差为3.29，同时万宁户外一年近海大气暴露的样品色差为3.40，二者色差误差为3.2％。
表1 采用湿热试验+盐雾试验+UVA光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000031
实施例二
气候条件及湿热试验和盐雾试验条件同实施例一，光老化试验采用氙弧灯作为试验光源，辐照强度：0.46W/m2@340nm，作用时间：144h。
按照湿热试验+盐雾试验+氙弧灯光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了22天合计528h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表2所示，平均色差为2.45，同时万宁户外一年近海大气暴露的样品色差为3.40，二者色差误差为28％。
表2 采用湿热试验+盐雾试验+氙弧灯光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000041
实施例三
气候条件及湿热试验和盐雾试验条件同实施例一，光老化试验采用UVB作为试验光源，辐照强度：0.75W/m2@313nm，作用时间：168h。
按照湿热试验+盐雾试验+UVB光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了23天合计552h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表3所示，平均色差为2.59，同时万宁户外一年近海大气暴露的样品色差为3.40，二者色差误差为24％。
表3 采用湿热试验+盐雾试验+UVB光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000042
实施例四
以万宁远海地区为例，通过查阅万宁远海地区五年内的气象资料，通过相关换算最终确定按以下三种条件分别进行试验。
湿热试验条件为试验温度：55℃，试验湿度：85％RH，作用时间：144h；盐雾试验条件为试验温度：30℃，盐水质量分数：4％，盐雾沉降量：1.0ml/80cm2.h，工作方式：连续喷雾，作用时间：144h；采用氙弧灯作为光老化光源，辐照强度：0.56W/m2@340nm，作用时间：192h。
按照湿热试验+盐雾试验+氙弧灯光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了20天合计480h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表4所示，平均色差为2.76，同时万宁户外一年远海大气暴露的样品色差为2.57，二者色差误差为7.4％。
表4 采用湿热试验+盐雾试验+氙弧灯光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000051
实施例五
气候条件及湿热试验和盐雾试验条件同实施例四，光老化试验采用UVA作为光老化光源，辐照强度：0.61W/m2@340nm，作用时间：144h。
按照湿热试验+盐雾试验+UVA光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了18天合计432h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表5所示，平均色差为1.38，同时万宁户外一年远海大气暴露的样品色差为2.57，二者色差误差为46％。
表5 采用湿热试验+盐雾试验+UVA光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000052
实施例六
气候条件及湿热试验和盐雾试验条件同实施例四，光老化试验采用UVB作为光老化光源，辐照强度：0.61W/m2@313nm，作用时间：144h。
按照湿热试验+盐雾试验+UVB光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了18天合计432h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表6所示，平均色差为2.17，同时万宁户外一年远海大气暴露的样品色差为2.57，二者色差误差为16％。
表6 采用湿热试验+盐雾试验+UVB光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000061
实施例七
以厦门地区海洋条件为例，通过查阅厦门地区五年内的气象资料，通过相关换算最终确定按以下三种条件分别进行试验。
湿热试验条件为试验温度：58℃，试验湿度：90％RH，作用时间：168h；盐雾试验条件为试验温度：38℃，盐水质量分数：5.5％，盐雾沉降量：1.8ml/80cm2.h工作方式：连续喷雾，作用时间：168h；采用UVB作为试验光源，辐照强度：0.81W/m2@313nm，作用时间：192h。
按照湿热试验+盐雾试验+UVB光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了22天合计528h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表7所示，平均色差为2.90，同时厦门大气一年暴露的样品色差为2.86，二者色差误差为1.0％。
表7 采用湿热试验+盐雾试验+UVB光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000071
实施例八
气候条件及湿热试验和盐雾试验条件同实施例七，光老化试验采用氙弧灯作为试验光源，辐照强度：0.52W/m2@340nm，作用时间：168h。
按照湿热试验+盐雾试验+氙弧灯光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了21天合计504h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表8所示，平均色差为2.38，同时厦门大气一年暴露的样品色差为2.86，二者色差误差为17％。
表8 采用湿热试验+盐雾试验+氙弧灯光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000072
实施例九
气候条件及湿热试验和盐雾试验条件同实施例七，光老化试验采用UVA作为试验光源，辐照强度：0.75W/m2@340nm，作用时间：168h。
按照湿热试验+盐雾试验+UVA光老化试验的试验次序，按照上述试验条件对钢基材样品进行了21天合计504h的实验室环境试验，经检测，参与试验的三块样板的色差数据如下表9所示，平均色差为1.80，同时厦门大气一年暴露的样品色差为2.86，二二者色差误差为37％。
表9 采用湿热试验+盐雾试验+UVA光老化试验数据表
Figure BBM2020011901410000081

Claims (3)

1.一种涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成；按照湿热试验+盐雾试验+光老化试验的试验次序，湿热试验条件为：温度55～65℃、湿度85～95％RH，时间144～192h；盐雾试验条件为：温度30～40℃，盐水质量分数4～6％，盐雾沉降量1.0～2.0ml/80cm2·h，连续喷雾144～192h；光老化试验条件为：采用UVA光源，辐照强度0.61～0.81W/m2@340nm，作用时间144～192h，用色差表征试验结果。
2.一种涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成；按照湿热试验+盐雾试验+光老化试验的试验次序，湿热试验条件为：温度55～65℃、湿度85～95％RH，时间144～192h；盐雾试验条件为：温度30～40℃，盐水质量分数4～6％，盐雾沉降量1.0～2.0ml/80cm2·h，连续喷雾144～192h；光老化试验条件为：采用UVB光源，辐照强度0.61～0.81W/m2@313nm，作用时间144～192h，用色差表征试验结果。
3.一种涂料海洋环境适应性实验室评价方法，由湿热试验、盐雾试验和光老化试验三种单因素试验组成；按照湿热试验+盐雾试验+光老化试验的试验次序，湿热试验条件为：温度55～65℃、湿度85～95％RH，时间144～192h；盐雾试验条件为：温度30～40℃，盐水质量分数4～6％，盐雾沉降量1.0～2.0ml/80cm2·h，连续喷雾144～192h；光老化试验条件为：采用氙弧灯光源，辐照强度0.46～0.56W/m2@340nm，作用时间144～192h，用色差表征试验结果。
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