分类
标签
■ [原创] 涂层耐阴极剥离性能测试的常规实验室条件模拟 2020-06-09 09:00:33
工业防腐设计及实际应用中经常会遇到涂层耐阴极剥离性能的问题。其根源在于采取阴极保护的保护电流对涂层附着造成了显著的影响,而涂层的耐阴极剥离性能好坏则决定了该涂料是否适用于该区域的防腐涂装。
需要考虑耐阴极剥离性能的涂层体系通常是工业(埋地)管道、海洋设施设备等,特别是船舶、海上平台、沿跨海桥梁及其钢管桩、海上风电等领域的防腐涂料。
涉及耐阴极剥离性能指标的涂料产品研发会比较困难,如果不具备试验检测条件的话,就只能以经验为主,通过涂层附着力、耐化学性能等指标进行综合预估。这种方式可能存在巨大风险,毕竟附着力好不代表耐阴极剥离性能一定好。而如果送去三方检测机构进行测试,一方面存在费用较高的问题,另一方面,对于技术研发模式来说并不是理想的方式,不利于对照性的技术研究和配方筛选。因此,如何在普通实验室条件下最简化地模拟阴极剥离性能测试环境,对于产品研发和技术研究来说具有重要价值。
我们在参考国标 GB/T 7790-2008 的基础上,采用常规实验室简易设备,对多个样品涂层进行了模拟测试,具体情况如下:
(一)试验样板
①涂层:待试样板的涂层宜选择我司生产的通用环氧底漆,为兼顾试验效果与周期,暂定涂装两道,总膜厚控制在150~200μm。
②底材:采用尺寸为150mm×70mm×3mm的样板,两面喷砂(实验室机械打砂),边缘打磨平滑,并在靠右下角边缘1~2cm位置打孔,以便固定锌块。
③锌块:锌块尺寸为2cm×3cm×4~5mm,中心打孔,并用镀锌螺丝固定到底材板上。
④涂装及封边:在准备好的底板上两边喷涂底漆,共两道,控制膜厚在175μm左右。喷涂时保护好底材孔及其周围半径1cm左右的部分不要涂覆。待底漆实干后,安装锌块,用底漆仔细修补涂层,并封边2~3遍。
(二)阴极剥离常规条件试验
室内室温,正常通风。根据液面位置补充蒸馏水,保持液面基本稳定。定期鼓气,一般每天1~2次,每次30s至60s。
在试板远离锌块半边的近中心位置做漏涂孔,孔径1.3~1.5mm,只做一侧。将样板竖直放置到容器试液中,锌块在下面,漏涂孔侧在上。如图1所示:
图1 涂层耐阴极剥离性能测试
(三)第一批次测试
该批次测试图层导电性、屏蔽性等对耐阴极剥离性能的影响。测试时间为2个月,从最终剥离结果来看,大部分样品已有显著可对比的剥离,部分样品涂层整体强度或附着力有明显下降,呈现出全部剥离的状态。剥离效果如图2所示:
图2 涂层耐阴极剥离测试剥离情况
在环氧通用铁红底漆、环氧防腐底漆两类产品配方基础上,控制膜厚为170μm左右,标准固化剂采用2634,对照固化剂为203、4530、672等。试验结果来看,标准固化剂在两类底漆中表现相差不大,剥离半径为15~20mm。203固化剂在通用铁红底漆上剥离与2634相当,但灰色防腐底漆中203固化涂层几乎完全剥离。
其余4530、672固化剂在两种底漆上均完全剥离。
上述结果均在相同环境条件下测试,呈现出很好的区分度。表明试验方法可以达到测试涂层阴极剥离的效果。
(四)第二批测试
该批测试分为①~③类主剂配方,其中①为固化剂采用鳞片石墨增加导电性与屏蔽性,②不使用鳞片,③使用铝粉。另外,分别使用3种固化剂进行对比测试。测试时间同样为2个月。
图3 标准固化剂固化①~③号样品测试结果
图4 不同固化剂固化①号样品测试结果
从图3结果对比来看,涂层的导电性、屏蔽性等对其耐阴极剥离性能影响不大,甚至出现了②号样板无导电、屏蔽性填料情况下,耐阴极剥离性能反而略好的结果,不过与①、③号样板仍处于整体相当水平。
从图4结果对比来看,可以显见最左侧样板具有最好的耐阴极剥离性能。
综合来看,固化剂对涂层耐阴极剥离性能有着决定性影响,而其它因素影响均较小。
结合第一批测试结果,目前认为本项目建立的试验方法具有很好的结果可靠性,可以对不同产品涂层的耐阴极剥离性能进行良好的测试区分,并在可重复性、一致性方面具有很好的表现。完全可以应用于当前实验室条件下进行快速、可靠的涂层耐阴极剥离性能测试,并应用于产品开发筛选。