防腐涂层耐盐雾性试验方法及相关标准

防腐涂层耐盐雾性试验方法及相关标准1.定义、目的及应用防腐涂层的耐盐雾性是指防腐涂层对盐雾侵蚀的抵抗能力。由于沿海及近海地区的空气中富含呈弥散微小水滴状的盐雾,含盐雾空气除了相对湿度较高外,其比重也较空气大,容易沉降在各种物体上,而盐雾中的氯化物具有很强的腐蚀性,对金属材料及保护涂层具有强烈的腐蚀作用。作为耐腐蚀试验之一的耐盐雾试验标准方法，包括中性盐雾试验、醋酸-盐雾试验、铜加速的醋酸-盐雾试验（CASS试验）以及湿（盐雾）/干燥/湿气—循环腐蚀环境试验。特别中性盐雾试验被认为是评定与海洋气氛有密切关系的材料的有关性质的最有效的方法。因为它可以模拟由湿度或温度,或者由两者共同引起的某些加速作用的基本条件。可以讲耐盐雾性试验是各类防腐蚀涂料的加速性能试验中最经典、应用最广泛的检测项目,虽然对耐盐雾性试验与实际性能的相关性还是有很大的争论,但是实际应用还是非常普遍。同时耐盐雾性试验方法也是金属材料耐腐蚀性能试验的主要方法之一。所以广泛应用于评价和比较底材、前处理、涂层体系或它们的组合体的耐腐蚀情况,另外在许多工业生产、采矿、地下工程、国防工程以及鉴定程序中也成为非常有用的手段。醋酸-盐雾试验和铜加速的醋酸-盐雾试验（CASS试验）的两种方法被认为更适于钢或锌基压铸件上的装饰性镀铬、镉以及化学处理的铝上的磷化或阳极化等。而湿（盐雾）/干燥/湿气—循环腐蚀环境试验则主要用来模拟在室外侵蚀环境中发生的腐蚀过程,如海洋环境。由于与天然老化之间有很好的相关性,所以一些标准的循环己成功用于汽车工业、建筑涂料和通用型防腐蚀涂料的评价中。2.相关标准各国都有该试验方法的标准,内容基本相同,表1列出耐盐雾性试验方法的标准和试验参数的比较。表1耐盐雾性试验方法,标准和相关参数标准应用提出单位试验参数GB/T1771-1991中国国标(35±2)℃ISO7253国际标准(35±2)℃ISO11997-1:2005国际标准(35±2)℃ASTMB117-1997美国ASTM(35±2)℃ASTMB287-1997美国ASTM(35±2)℃ASTMB368-1997美国ASTM(35±2)℃3.试验设备和参数(1)盐雾试验箱基本组成和工作原理目前国内外普遍采用的试验没备是盐雾试验箱。该设备主要由盐雾箱体(喷雾室)、盐溶液贮槽、盐溶液的液位控制器、经由适当处理的压缩空气系统、一个或多个雾化喷嘴中心喷雾塔、可调式折流板、样板支架(满足与垂线的夹角是(20±5°的支撑板)、空气饱和器、箱体浸没式加热设备及必要的温度、湿度控制设备等组成。当盐溶液自溶液贮槽内导出流经液位控制器进入喷雾塔底部时,在一定压力的气流(压差)作用下,自由吸式喷嘴吸人并雾化形成密集的盐雾,经喷雾塔上部的折流板导向喷出后均匀地沉降在喷雾室内的试验样板上。仪器的结构应能保证积聚在顶堋或箱盖上的滴液不会滴在试验样板上。试验样板上的滴液也不会滴落到溶液贮槽内重新雾化。该设备除了能完成中性盐雾试验外,对于醋酸-盐雾试验、铜加速的醋酸-盐雾试验(CASS试验)只要按标准在盐溶液中加入醋酸或氯化铜与醋酸,并改变相应的试验条件,就可在普通的盐雾试验箱进行。循环盐雾试验箱是为满足湿(盐雾)/干燥/湿气—循环腐蚀环境试验而设计的。该设备除了具备普通盐雾试验箱的所有构成外,又要增加可控温度的干热空气鼓风机及干燥空气(提供相对湿度为20%到30%之间及相对湿度(50±20)%的去油去尘空气)供给器,还有一个可编程的程序控制器。以便对试验箱内分别设置完成如喷盐雾、送干燥热风、送接近饱和的湿空气或半饱和的湿空气的循环程序。(2)试验参数设定①温度控制耐中性盐雾试验及醋酸—盐雾试验的盐雾箱曝露区的温度应保持在(35±2)℃。空气饱和器的温度应高于箱内温度(5~10)℃。用于醋酸/铜加速—盐雾试验的盐雾箱曝露区的温度应保持在(49±1)℃。②盐雾沉降量的控制在盐雾箱曝露区内至少应有两个干净的由玻璃或其他化学惰性材料制成的盐雾收集器,其中一个应放在喷雾入口附近,另外一个放在远离喷雾入口处。盐雾沉降量:在最少24h周期后,开始计算所收集的溶液,每80cm2的收集器面积每小时应收集到1.0〜2.0ml的盐溶液，其氯化钠溶液的浓度为5%(质量)，PH值应为6.5~7.5。③溶液配制A.中性盐雾溶液的配制。将符合GBl266化学纯的氯化钠溶解于符合GB6682三级水中，浓度为(50±10)g/L。用PH试纸在25℃时测定试验溶液的PH值为6.5~7.5。超出范围时可加入分析纯盐酸或氢氧化钠溶液进行调整,配制好的溶液需经过滤后方可使用。B.醋酸一盐雾溶液的配制先将符合GB1266化学纯的氯化钠溶解于符合GB6682三级水中，浓度为(50±10)g/L然后用醋酸调节溶液的PH值,使其在3.1〜3.3范围内，该PH值用所收集的盐雾样品测得。应在25℃时进行PH值测量,配制好的溶液需经过滤后方可使用。C.铜加速的醋酸/盐雾溶液的配制第一步将符合GBl266化学纯的氯化钠溶液于符合GB6682三级水中，浓度为(50±10)g/L。第二步在3.8升的盐水中加入试剂级的二氯化铜(CuCl22n20)进行溶解充分混合。第三步用醋酸调节溶液的PH值,使其在3.1〜3.3范围内，该PH值用所收集的盐雾样品测得。应在25℃时进行PH值测量,配制好的溶液需经过滤后方可使用。④试验样板的制备、养护及预处理除另有规定外，可按68/11765-79(89)《测定耐湿热、耐盐雾、耐候性(人工加速)的漆膜制备法》的规定制备和养护样板,被测样板的背面及周边可用被测产品或比被测产品更耐腐蚀的涂层体系涂覆。如做划线试验时,可用一种具有碳化钨刀尖的划线工具与样板表面接触,划出一条均匀的、划穿底材上所有有机涂层的不带毛刺的V字型切口的亮线。如需做划穿金属镀层的试验,其划穿程度应由生产厂与用户之间商定。如果用户需要,经商定也可划出几条线(交叉线、平行线),划线质量可借助低倍放大镜观察。⑤样板的投试、试验及检查养护期结束后的样板留出一块作标准板,其余3块投入试验箱内进行曝露试验。样板应表面朝上放在样板支架上,样板之间及样板与箱体之间均不允许接触,且被测样板不应层叠放置,避免液滴从上层样板溅落到下层样板上影响试验结果。样板在试板架上的排列应以有规律的间隔时间改变,例如前排与中排及后排进行交换。盐雾试验周期比较长，一般是几佰小时、1000h、2000h和4000h,甚至更长时间也有采用。试验时间可参照相关产品标准的规定。因为标准中规定每24h需检查一次样板,故试验时间一般为24h的倍数。但也可按美国ASTMD117-1997标准中推荐的曝露周期，即12,24,48,96,200,500,720h。表2比较一些防腐蚀涂料产品所需要通过的耐盐雾性的时间。表2各种防腐蚀涂料耐盐雾性试验时间要求比较标准和应用盐雾试验时间,h防腐蚀涂料应用ISO12944:1999480短期效C5-M（海洋大气）720中期效和1440长期效C5-1（工业大气）ISO20340:20031800（总循长期效海洋平台和结构物环老化试验C5-M（海洋大气）时间为4200GB/T6746-1986600中期效船用油舱涂料GB/T6823-1986600中期效船舶压载舱涂料GB/T9260-19868200短期效船用水线涂料GB/T9261-1988200短期效船用甲板涂料GB/T9262-1988400(1型)中期效船用货舱涂料200(11型)GB/T16168-19964000长期效海洋大气段结构物样板的检查及评定可按相关标准规定进行。不划线样板的评定可参照GB/T1740-79《漆膜耐湿热测定法》进行，该标准中详细规定了样板的检验项目如变色、起泡、生^、脱落等及评级细则。检查时一般采用目测法并借助透明材料制成的百分格进行评判破坏程度及破坏面积,破坏程度分三个等级,其中1级最好.3级最差;划线样板的评定可参照ASTMD1654-92《涂装了色漆或涂料的试样经受腐蚀环境后的评定》进行。标准中详细规定了样板的检验项目,如:腐蚀斑点、起泡、自划线漫延的腐蚀或涂层的损失(破坏程度)等。破坏程度分(0-10)个等级,其中10级最好,0级最差。4.影响耐盐雾试验结果的因素(1)盐雾箱及所有与盐