Q-FOG鹽霧試驗與QUV日曬老化綜合試驗方法

傳統(tǒng)的、應(yīng)用廣泛的腐蝕加速方法是鹽霧法，即在35°C下連續(xù)噴灑5%的鹽溶液。該試驗(ASTM B 117)在1914年左右首次應(yīng)用于腐蝕試驗。即使長期以來人們都知道傳統(tǒng)鹽霧法不能較大程度的模擬運行環(huán)境，然而在很多材料規(guī)范中它都被列為必備試驗方法。

上世紀(jì)六十年代初，工程師和科學(xué)家們就嘗試建立循環(huán)腐蝕試驗方法，以更準(zhǔn)確地預(yù)估出材料的腐蝕性。相比傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)暴露方法，循環(huán)腐蝕試驗更具有現(xiàn)實意義。由于實際暴露環(huán)境通常包括潮濕和干燥兩種條件，因此應(yīng)在這些自然循環(huán)條件試驗后再進(jìn)行實驗室加速試驗。研究證明，采用循環(huán)腐蝕試驗，其相對腐蝕率、結(jié)構(gòu)和形態(tài)與戶外更接近。因此，相比傳統(tǒng)的鹽霧試驗，循環(huán)腐蝕試驗通常與戶外環(huán)境具有更好的相關(guān)性。

目前已設(shè)計開發(fā)出多種不同的循環(huán)腐蝕試驗方法。簡單循環(huán)法(如Prohesion，該方法尤其適用于測定工業(yè)維護(hù)涂層)包括鹽霧和干燥條件之間的循環(huán)。更精密的方法則需要采用包含多個步驟的循環(huán)，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(huán)，以開發(fā)模擬更接近戶外循環(huán)條件的實驗室條件。腐蝕與加速老化綜合試驗方法是循環(huán)試驗的一種，由Sherwin Williams公司的研究人員于上世紀(jì)八十年代開發(fā)出，用于檢測工業(yè)維護(hù)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(tǒng)，發(fā)現(xiàn)在多個涂層作用時Prohesion本身并不會將不同類別進(jìn)行區(qū)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(huán)氧聚酰胺(磷酸鋅抑制劑) – 環(huán)氧聚酰胺外涂層)。

理論上，隨著紫外光曝曬涂層質(zhì)量下降，會降低耐腐蝕性能，因此開發(fā)設(shè)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(jìn)行了新的循環(huán)腐蝕與加速老化綜合試驗后，三個涂層系統(tǒng)的性能排序與實際運行環(huán)境的排序保持一致(見表1)。同時發(fā)現(xiàn)，相比僅使用Prohesion法或傳統(tǒng)鹽霧法，產(chǎn)品的總腐蝕率和形態(tài)與戶外情況更加接近。Sherwin Williams的研究員Brian Skerry總結(jié)認(rèn)為，腐蝕與加速老化綜合試驗的排序結(jié)果與戶外的排序結(jié)果最為接近。但也不難推斷出，曝曬溫度、試驗時間和循環(huán)順序較好與最終應(yīng)用環(huán)境的相同。

表1:Sherwin Williams戶外與實驗室曝曬的排序關(guān)系

腐蝕與加速老化試驗循環(huán)

腐蝕與加速老化試驗循環(huán)包括一周的Prohesion試驗和一周的QUV加速老化試驗交替進(jìn)行，試驗條件如表2所述。一般試驗持續(xù)約2000小時。

隨著時間的推移，證明腐蝕與加速老化綜合循環(huán)試驗可對水性涂層的性能進(jìn)行有效等級評估。該新方法應(yīng)用于上世紀(jì)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(biāo)準(zhǔn)中有所說明。

表2：腐蝕與加速老化試驗循環(huán)的試驗條件