環(huán)氧富鋅底漆柔韌性測(cè)試方法

時(shí)間：2019-10-14作者：深圳市訊科標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司瀏覽：207

 環(huán)氧富鋅，指的是以環(huán)氧樹(shù)脂作為樹(shù)脂體系并且干膜中的鋅粉質(zhì)量含量在65%以上的涂料。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同定義略有差異。在SSPC paint-20中規(guī)定鋅粉含量在65%以上為富鋅產(chǎn)品，而HG/T 3668-2009中規(guī)定金屬鋅含量在60%以上為富鋅產(chǎn)品。其實(shí)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差異不大，因?yàn)榘凑誂STM D520/ISO 3549中規(guī)定type II鋅粉中金屬鋅質(zhì)量含量為94%。以65%鋅粉含量為例，漆膜中金屬鋅的質(zhì)量含量應(yīng)約為61%。

 在探討富鋅底漆的時(shí)候，大家總會(huì)把防腐性能放在**，而忽視了富鋅底漆在柔韌性方面存在的局限性和由此帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。隨著現(xiàn)代建筑類型的增多和鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣性，環(huán)氧富鋅除了需要優(yōu)異的防腐性能，其柔韌性也越來(lái)越被重視以滿足如今復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

 現(xiàn)有涂層柔韌性測(cè)試方法淺析

 那么如何用測(cè)試手段來(lái)評(píng)估漆膜柔韌性好壞呢？本文將對(duì)目前比較主流的漆膜柔韌性測(cè)試方法進(jìn)行介紹和探討。

 柱形彎曲

 這是目前針對(duì)漆膜柔韌性普遍的第三方檢測(cè)方法，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 6742-2007（ISO 1519-2011）和GB/T 1731-93，

在GB/T 6742-2007（ISO 1519-2011）標(biāo)準(zhǔn)中，圖1左側(cè)為測(cè)試儀器，它有一根固定的鉸鏈，連接圓柱的軸，軸的直徑從2mm到32mm不等。試板一般為厚度不**過(guò)0.3mm的馬口鐵或鋁板，涂膜后將試板放置在23±2℃和50±5%的相對(duì)濕度在干燥16小時(shí)以上進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)將儀器完全打開(kāi)，裝上合適的軸棒，插入試板，并使涂層面朝座板，在1～2秒內(nèi)以平穩(wěn)的速度合上儀器，使試板繞軸彎曲180°，后用肉眼觀察涂層是否開(kāi)裂。

 在標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1731-93中，圖1右側(cè)為測(cè)試儀器，由7個(gè)直徑不同的鋼制軸棒固定在底座上所組成。直徑從1mm到35mm不等。試板是0.2～0.3mm厚度的馬口鐵，涂膜后按產(chǎn)品規(guī)定的要求干燥后進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)用雙手將試板漆膜朝上，緊壓于規(guī)定直徑的軸棒上，利用大拇指的力量在2～3秒內(nèi)繞軸棒彎曲試板，彎曲后兩大拇指應(yīng)對(duì)稱于軸棒中心線，后用4倍放大鏡觀察漆膜是否開(kāi)裂。

 在以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中有幾個(gè)重要指標(biāo)需要注意：

● 所使用的底材均為馬口鐵，而工業(yè)涂料所用底材一般為噴砂鋼板

● 涂層厚度并沒(méi)有明確規(guī)定，目前行業(yè)內(nèi)在第三方檢測(cè)時(shí)默認(rèn)膜厚20μm，而環(huán)氧富鋅標(biāo)準(zhǔn)膜厚一般為60～80μm

● 干燥時(shí)間一般為24小時(shí)或48小時(shí)，此時(shí)漆膜僅僅達(dá)到實(shí)干并沒(méi)有完全固化（針對(duì)多組分涂料）

所以此方法得出的結(jié)果并不能反映真實(shí)工況下漆膜的柔韌性。另外，以上測(cè)試只針對(duì)單一產(chǎn)品，完全不能反映涂層體系的整體柔韌性。

 杯突試驗(yàn)

 此標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 9753-2007（ISO 1520:2006），測(cè)試儀器如圖2所示，主要由沖模、固定環(huán)和沖頭組成。測(cè)試試板為厚度范圍0.3mm～1.25mm的馬口鐵。

按照規(guī)定要求干燥/固化涂層后，將試板固定在固定環(huán)和沖模中間，涂層面向沖模，并使沖頭半球形的*剛好與試板未涂膜的一面接觸，將沖頭的半球形*以0.1mm-0.3mm/s的速度推向試板，直至達(dá)到*深度或漆膜開(kāi)裂。

 如表1所示為佐敦涂料產(chǎn)品環(huán)氧富鋅J1與競(jìng)品C1、C2、C3的杯突試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，分別對(duì)比了單道漆膜和三涂層配套，單道漆膜的厚度分別為30μm和60μm，而配套涂層厚度為150μm和180μm，其中在配套測(cè)試中保證使用相同的中漆和面漆。測(cè)試結(jié)果為漆膜開(kāi)裂前的大深度。固化條件為1天@23℃+5天@60℃+1天@23℃。

此測(cè)試結(jié)果單位是mm，值越大，漆膜被壓陷程度越大，柔韌性越好。結(jié)果顯示J1在30μm的膜厚下明顯**其他三個(gè)產(chǎn)品，測(cè)試結(jié)果**過(guò)3.5mm，而當(dāng)漆膜翻倍到60μm時(shí)，4個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試值明顯下降，高值的J1也并未**過(guò)2mm。

 而在三涂層配套的測(cè)試中，所有結(jié)果非常接近，無(wú)法判斷柔韌性好壞，這與上文的弧形彎測(cè)試結(jié)果類似。說(shuō)明此測(cè)試方法同樣在評(píng)估多涂層體系時(shí)有局限性。

 固定軸弧形彎曲

 此標(biāo)準(zhǔn)為NACE TM0204-2004，如圖3所示由13個(gè)固定軸組成，軸半徑從64mm到300mm不等。試板一般為200mm×25mm×6mm的噴砂鋼條，清潔度為Sa21/2，粗糙度為50～80μm。




涂膜后根據(jù)產(chǎn)品固化要求使涂層完全固化后進(jìn)行測(cè)試。選定一個(gè)固定軸，將未涂膜層試條面向軸并與其緊貼，在10～30秒內(nèi)彎曲試條使其略微**過(guò)軸半徑完成測(cè)試，用肉眼觀察涂層表面是否開(kāi)裂，如開(kāi)裂轉(zhuǎn)移到半徑較大的軸測(cè)試，如未開(kāi)裂則轉(zhuǎn)移到半徑較小的軸進(jìn)行測(cè)試，直至漆膜出現(xiàn)開(kāi)裂。后用開(kāi)裂和后一個(gè)未開(kāi)裂的半徑軸計(jì)算處的結(jié)果取平均值得出后的測(cè)試結(jié)果，我們稱之為彎曲應(yīng)變（Flexure strain），計(jì)算公式如下：

彎曲應(yīng)變=（t/2+c）/(R+t/2)

其中：t=測(cè)試試條的厚度（mm）

c=涂層的厚度（mm） R=固定軸半徑（mm）

 此標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)應(yīng)用于海水浸泡環(huán)境下所用涂料開(kāi)發(fā)的，這里被選用主要原因是測(cè)試底材為噴砂鋼板，與現(xiàn)實(shí)使用底材非常接近，而涂膜厚度和固化要求也是按照產(chǎn)品說(shuō)明書來(lái)進(jìn)行，終結(jié)果比較能反映出真實(shí)工況。

如表2所示為佐敦涂料產(chǎn)品環(huán)氧富鋅J1與競(jìng)品C1、C2、C3的固定軸弧形彎曲測(cè)試對(duì)比結(jié)果，分別對(duì)比了單道漆膜和三涂層配套，單道漆膜的厚度分別為50μm和100μm，而配套涂層厚度為250μm和300μm，其中在配套測(cè)試中保證使用相同的中漆和面漆。固化條件為1天@23℃+5天@60℃+1天@23℃。

 從單道漆膜的測(cè)試結(jié)果可以看出J1在50μm膜厚下的應(yīng)變?yōu)?.7%左右，而C1、C2和C3都在1.4%以下。當(dāng)漆膜厚度達(dá)到1 0 0μm時(shí)，J1的優(yōu)勢(shì)較為明顯達(dá)到接近1.6%，而C1、C2、C3高才略**1%。從單道漆膜來(lái)說(shuō)，J1明顯**C1、C2、C3；而同個(gè)產(chǎn)品自己比較，膜厚越高，彎曲應(yīng)變?cè)讲睿@符合大家印象中膜厚越高，漆膜柔韌性越差的理論。

 而觀察三涂層配套的結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，4個(gè)產(chǎn)品不管膜厚高低，終結(jié)果相差無(wú)幾。這是因?yàn)樵谠u(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果時(shí)，只有當(dāng)面漆出現(xiàn)開(kāi)裂時(shí)才能判斷測(cè)試終結(jié)，而事實(shí)上在面漆開(kāi)裂之前底漆或者中間漆可能已經(jīng)出現(xiàn)了開(kāi)裂現(xiàn)象。這也是此測(cè)試方法在評(píng)價(jià)多涂層配套時(shí)的局限性。


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