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本文介紹了一種稱為美邦附著力試驗的循環加速腐蝕方法。與傳統的鹽霧、濕度或二氧化硫測試相比，該測試與長期自然暴露關係更密切。附著力試驗通常使用0.4%硫酸銨和0.05%氯化鈉的電解液。它還在環境溫度下使用電解質噴霧，在高溫下幹燥，並在噴霧和幹燥條件之間快速循環。測試結果顯示了與自然室外暴露和常規鹽霧的對比。
隨著油漆係統的不斷發展，現在有許多能夠經受最惡劣環境的塗料。然而，它們的性能主要取決於底漆對基底金屬的附著力。實驗室測試，如ASTM B117鹽霧、濕度和二氧化硫會影響塗料的發展，但它們仍然允許塗料進入市場，但在實踐中卻失敗了。因此，這些加速試驗與自然老化幾乎沒有相似之處。
這些試驗中最重要的是熱鹽霧試驗，例如ASTM B117。這種試驗方法已經並且仍然被廣泛使用，並被接受為評估可靠性的決定性加速試驗。然而，這在現實中是完全不現實的，因為大多數產品在其工作環境中不會暴露在該測試的條件下。
當化學家在鹽霧試驗後查看他的結果時，他經常決定接受具有良好鹽霧性能的塗層，而不是具有差的鹽霧性能的塗層。因此，如果一種塗料通過了實驗室檢驗，那麼它就被認為是合適的，並經常被引入市場。
如果塗層未能通過實驗室檢查，則被丟棄。有了這種哲學，一個化學家可以扔掉一個自然界的理想產品和一個市場上的贏家！
普通塗層，或者實際上是上述普通塗層，在施塗到基底上之後，經受自然老化的所有因素。這些元素對塗層的侵蝕越來越嚴重，每一種都會導致更多的腐蝕。然而，在實驗室中，這些相同的塗層在經曆單獨的測試程序後被評估。
然而，我們周圍的證據表明，這些形式的個人測試並不能提供答案。自然老化是循環的，所以實驗室測試應該相應。
在20世紀70年代，進行了大量的工作來尋找連續加速試驗ASTM B117的替代方法。這種測試過去和現在都廣泛應用於工業的各個領域，但它最初是在1910-1920年間發展起來的，並於1939年首次標準化。
該試驗可能對海洋環境中塗層性能的測試有用，但是它現在用於預測大約五十年後塗層在各種環境中的性能。
這一早期工作的先驅是F.D. Timmins 2，他認為盡管傳統的鹽霧試驗在實驗室中是合格的塗層，但在實踐中仍然會發生故障。加速測試的整個概念都受到了質疑。為什麼要使用35攝氏度的熱鹽霧？這可能與多少環境有關？為什麼要使用連續的鹽霧，為什麼要使用5%的氯化鈉溶液？
最初使用5%的氯化鈉溶液可能是因為它與海洋環境有關。至於為什麼使用連續噴霧，或者為什麼選擇恒定的35 ℃,我不知道。同樣，問題必須是，它們是現實條件嗎？
早在1962年，J. B. Harrison博士和T. C. K. Tickle就注意到，盡管磷酸鋅底漆在室外工業環境中的性能通常很好，但它們在加速鹽霧試驗中的性能很差。
根據這一觀察結果，Harrison使用了常見的大氣鹽類硫酸銨和氯化鈉的混合物作為噴灑溶液，重量為3.25%的硫酸銨和0.25%的氯化鈉。
然而，Timmins決定，應該使用Harrison混合物的弱溶液，包括0.40 wt %的硫酸銨和0.05 wt %的氯化鈉。人們還決定在環境溫度下的噴塗將與自然老化密切相關。Timmins將他的試驗命名為Prohesion，這是Protection is Adhesion的首字母縮寫。
早期的結果表明，這種測試方法提供了更真實的結果。因此，Timmins通過Mebon Paints Ltd .找到我們公司，要求我們製造一種可以反複提供可重複條件的櫥櫃，這樣他們就有了一個穩定的工作基礎。
在與Timmins進一步協商後，決定在生產試驗箱中需要以下試驗條件。
1. 選擇環境溫度下的噴霧循環，並且將使用哈裏森混合物的稀溶液。
2. 需要高溫幹燥循環，室內空氣溫度在23℃至55℃之間變化
3. 在幹燥循環期間，需要將空氣引入試驗箱。
4. 允許從最少1小時到最多10小時的循環潤濕和幹燥循環的設施是必不可少的。
5. 測試樣品應放在櫥櫃牆壁上的架子上，以便所有麵板的表麵都暴露在噴霧中。
這些基本條件與我們認為對任何形式的噴霧室都至關重要的其它特征結合在一起。
鹽霧箱結構和操作
鹽霧箱機櫃由使用高溫樹脂的玻璃增強塑料製成。在內部和外部機櫃之間是電加熱器，與傳統的帶水套的鹽霧試驗箱相比，它可以實現更快的溫度循環。這種快速循環的特殊能力對於附著力測試是必不可少的。外部塑料機櫃裝有控製麵板，該麵板包含一個溫度範圍為23°C至55°C的比例帶溫度控製器，還包含定時器，可在10分鍾至1000小時的時間內循環加濕和幹燥。
兩個或三個樣品廊位於每個內壁上，用於放置測試樣品。樣品與垂直方向成15°角。
理想情況下，試驗箱應位於溫度控製在24±2℃的室內。這一要求對於保持實驗室間測試的一致性至關重要。
鹽溶液噴霧係統
鹽溶液儲存在一個外部的塑料容器中，因此溶液的溫度保持在環境溫度。蠕動泵將溶液輸送到。噴嘴通過在線溶液過濾器。該泵在恒定壓力下提供良好控製的流速，可在每小時0.5毫升和1.5毫升之間選擇。流量計可以監控溶液的流速。在噴嘴處，受控製的溶液流與壓縮空氣混合進行霧化。可以通過改變壓縮空氣的壓力來調節噴霧模式的分散。因此，噴霧流速和噴霧分散可以獨立變化。
噴嘴位於機櫃的中央，由耐腐蝕材料製成。噴嘴不需要擋板來分散溶液，因為溶液完全由噴嘴本身霧化，提供不大於50微米的顆粒尺寸。
空氣供應
測試儀的空氣供應保持在28磅/平方英寸。室上的控製器將氣壓降低到大約15 磅/平方英寸，用於鹽溶液霧化。
在幹燥過程中，全部28磅/平方英寸的壓力通過定向噴嘴引入試驗箱，產生渦流效應。這種空氣引入提供了空氣富集的環境，並有助於測試板的幹燥。
典型測試
通過與使用該設備的公司的廣泛接觸發現，典型的測試包括在環境溫度下一個小時的噴霧循環，隨後在35℃下一個小時的幹燥循環。
使用該程序，測試樣品在噴塗周期開始的幾分鍾內變得明顯潮濕，在幹燥周期結束時表麵明顯幹燥。
S. B. Lyons用這種方法進行了大量的工作，B. S. Skerry也是如此。Timmins後來也用這種方法進行了工作。
這兩種測試很容易比較，可以看出幾個基本的區別。
ASTM鹽霧試驗有一個飽和的環境(100%相對濕度)，試驗中的樣品要經受連續的噴霧。然而，在附著力試驗中，有一個循環的方法來處理試件的濕潤和幹燥。通過這種循環測試，樣品有機會通過滲透作用吸收比連續噴霧測試更多的水。
盡管與ASTM相比，在附著力試驗中樣品經受鹽霧的時間隻有一半，但是W. T. Shieh已經發現，如果連續使用濕/幹循環，盡管使用相對稀釋的噴霧溶液，高腐蝕性的濃溶液將最終在表麵上積聚。
M. Stratmann還發現，在濕/幹循環試驗中，鐵的腐蝕在幹燥和再濕的過程中發生得最快，而不是在實際的濕潤期。其原因是，在表麵幹燥過程中，稀鹽溶液的濃度會被超過，最終會出現鹽分沉澱。這種鹽分在表麵塗層上的積聚，一般會導致腐蝕速度的增加。
ASTM鹽霧試驗使用濃度相對較高的5%溶液，以純氯化鈉作為鹽。Prohesion使用低濃度溶液和自然形成的大氣鹽的混合物，因此將這些混合物加入到試驗溶液中似乎是現實的。
但需要強調的是，提到的兩種鹽是指工業環境中的大氣鹽。可以使用其他鹽。加速腐蝕試驗溶液中所用鹽的選擇一般應由塗層實際暴露的環境決定。
在幹循環過程中，高空氣流量和高溫會顯著改變室內的濕度水平。這種幹燥效應不僅會改變濕度水平，而且空氣的引入會增強氧化過程，從而加快腐蝕速度。
在ASTM鹽霧試驗中，飽和環境下的濕度總是很高。然而，在此之前，從幹燥循環開始時的高相對濕度條件，到一小時幹燥循環結束時，相對濕度下降到40%和45 %之間。這一濕度水平低於巴頓認為會發生大氣腐蝕的水平。
因此，在預幹燥循環期間，富含空氣的大氣和35°C的溫度會導致濕度條件的變化。在整個循環過程中，腐蝕速率從高腐蝕期變化到循環末期的低腐蝕或無腐蝕期。這種情況在自然界必然會發生。
鹽霧試驗提供了在自然界中不現實的答案，而Prohesion提供了與長期室外暴露相關的現實結果。這些結果還表明，隨著原材料輸入的變化，塗層的長期性能會受到與鹽霧試驗所預測的完全相反的影響。從附著力測試中獲得的結果表明，作為一種加速腐蝕測試方法，它與自然老化相關，因此提供了真實的結果。
沒有一項實驗室試驗能夠解決世界範圍內的所有腐蝕問題。電解液的選擇、選定的測試溫度和循環類型都是需要考慮的相關因素。應用不當仍會導致故障，不合格的原材料會導致其他故障，環境中的極端情況會導致更多故障，但附著力測試可以提供與自然老化相關的基準。
這些圖顯示了在印第安納州西北部的一個工業場所，Prohesion、鹽霧(ASTM B117)和戶外暴露之間的測試結果的相關性。與鹽霧試驗結果相比，附著力試驗結果更能代表室外腐蝕。
使用0.40%硫酸銨和0.05%氯化鈉溶液，在環境溫度下噴塗一小時，在35℃下幹燥一小時。
中油醇酸係統；聚氯乙烯含量為45%；體積固體含量為42%；抑製劑加載量為1.5磅/加侖；以1.5密耳幹膜厚度應用於地麵測試麵板。
鹽霧暴露600小時後，抑製劑A遠遠優於抑製劑B。
經過4年的工業暴露，兩個係統都表現出良好的性能，抑製劑B略勝一籌。與鹽霧結果相關性差。
經過600小時的粘附暴露後，抑製劑B略好於抑製劑a。粘附結果與工業暴露更密切相關。
