汽车加速酸浸蚀实验确定| PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

在1980年代,从酸雨破坏汽车涂料成为一个问题。经销商和买家抱怨环类型或“水渍”蚀刻所造成的酸催化水解地区酸雨发生,气温高。

蚀刻材料丢失时形成的涂层表面。这种材料丢失由于催化水解的涂层内部的化学键。当足够的债券被打破,聚合物分子或片段成为脱离其他涂料,冲走了。的材料损失最大边缘的水滴,酸在蒸发浓缩。这导致了熟悉的环或“水点”模式。

最成功的工作改善汽车涂料的酸腐蚀电阻都集中在中减少或消除acid-sensitive网站再形成聚合物网络。大多数汽车涂料是由一个高度色素颜色外套(或最下面的一层)覆盖着一个透明的实验。

布朗特岛曝光

佛罗里达州杰克逊维尔市夏季布朗特岛上。是,仍然是一个最严重的地点在北美的条件导致酸蚀刻。因此,这个位置是众多的网站年度实地测试评估汽车涂料酸耐腐蚀的性能。不同数量的头罩,面板和筋膜放置在杰克逊维尔每年汽车oem和供应商。头罩,面板和筋膜在大小和形状各不相同,但大多是黑色腐蚀测试的创建最坏的情况。暴露在各种各样的方式,但通常介于0和5度水平进行测试。典型的测试时间约为14周,每年从6月到9月。测试标本的腐蚀损伤在不同时期整个尽早时期用视觉方法的评价标准板作为指南。虽然布朗特岛暴露真实测试的好处,有很大的局限性,目前的产品开发过程。除了单个位置的不便和狭窄的时间进行测试,这个一年一度的测试的结果就像天气变化。

加速酸腐蚀

已经进行了很多尝试开发实验室技术预测腐蚀抵抗汽车实验确定。目前有很多方法用于工业,如梯度条测试,酸点测试,等。这些测试包括所有的字段组件,导致汽车的腐蚀实验,湿度,紫外线,标本取向,酸性溶液。

开发目前的测试

巴斯夫认识到需要一个现实laboratory-accelerated酸洗试验程序,开始量化的关键元素。许多关键的测试参数可以复制现有的氙弧测试室。

自1950年代以来,氙弧测试人员已经被用来测试涂料的耐候性。这些设备已经达到显著的受欢迎,因为他们利用光源,正常过滤时,提供了一个极好的模拟阳光的全谱。传统上,这些设备有一个氙气灯放置在室的中心,测试标本垂直安装在一个框架,围绕着光源,像旋转木马。这种机制通常被称为“旋转鼓”风格测试(图1),并可以在许多模型从几个制造商。不幸的是,垂直样品安装系统是指任何液体喷洒在标本往往迅速跑开了。

最近,Q-Panel实验室产品的开发和引入Q-Sun氙测试室,氙气灯放置在顶部的曝光室和立场测试部件和面板下面的灯身体滑向接近水平的方向(图2)后1。这有几个设计的优势。具体地说,任何液体喷洒在标本往往保持在较长时间。而不是迅速流失,是老旋转drum-style氙测试仪,慢慢干。

正是认识到这个flat-array氙将非常有用,特别是酸雨影响繁殖水平上看到标本在杰克逊维尔。因为Q-Panel在风化的经验科学,相关研究和测试人员设计,巴斯夫与Q-Panel着手共同开发一个现实加速酸浸蚀试验过程。

暴露环境量化

巴斯夫一直在监测曝光条件在杰克逊维尔曝光站点数年。基于这些数据,以下是关键的环境条件,被认为是发展的一个新的巴斯夫加速酸试验过程。

温度

在早期,我们认识到的重要性的影响温度对杰克逊维尔领域接触的结果。因此,温度参数量化通过实时测量的实际标本暴露在杰克逊维尔(表1)。1993年,热电偶测量了试样的温度高达80°C。2002年,杰克逊维尔的高温计测量实际部件和测试面板,在田间条件下,表现出最大试样的温度大约72°C。由于这些数据,80°C被选为目标不保温的黑色Panel2温度曝光步骤的实验室测试。

降雨

我们确定了需要使用模拟雨的解决方案与一个特定的pH值和已知化学成分在杰克逊维尔产生腐蚀。野外观察表明,微量降雨少于0.25厘米(< 0.1英寸)和低云量是条件最负责制作酸蚀刻在杰克逊维尔。研究决定,pH值较低的降雨是最负责制作蚀刻(例如,3.49在杰克逊维尔在1989年收集的pH值)。从杰克逊维尔表明天气数据,6月至8月,平均每年10 - 15天的这种类型(表2)。

pH值和化学成分的模拟酸雨溶液用于加速实验室方法是基于一个实际的杰克逊维尔雨水样品的分析。

湿度和湿时间

研究表明需要保持相对湿度与杰克逊维尔的接触自然环境是一致的。这将最好的模拟长时间烘干领域。气象数据显示,平均相对湿度约80%在夏季(6)。

湿润时间(拖)佛罗里达州和其他地方的研究表明,试样是湿的超过50%的时间和这湿润的来源是露(格罗斯曼,1978)。野外观察证实通过决定,在大多数的夏夜,露珠在部件和面板形式。通常,露水还在第二天早上。

因此,在实验室模拟,一系列的纯净水喷雾在黑暗的步骤被用来模拟晚上的露水。与此同时,80%的高湿度保持在整个测试模拟夏季条件在杰克逊维尔。

标本取向

板和部分暴露在户外在杰克逊维尔位于水平或身体滑向接近水平的取向角后,严重腐蚀的效果。通常,最严重的腐蚀是观察到0到5度曝光。

繁殖最严重的领域暴露条件加速试验,Q-Sun测试室修改东方测试标本在0度。(这是一个修改的正常Q-Sun接触角10度。)

紫外线

Q-Panel的经验决定,户外的最佳相关性结果,实验室标本应与类似的暴露于紫外线光谱功率分布(SPD)和强度,这是在这个领域(表3)。Q-Panel阳光光谱研究表明,虽然日光光谱每天每一分钟的(图3),中午太阳夏天阳光最大峰值大约是0.68 W / m2 / @340 nm。Q-Panel测量与CIE 85基本一致,表4和新SMART2光谱目前ASTM委员会提出G 03。

一些老的汽车测试方法如SAE J1960使用一个“扩展紫外线“氙频谱加速涂层退化,(图4)。这种光谱产生短波紫外线在太阳能的缺点在295海里。经验告诉我们,这种光谱会导致一些涂料不自然的结果。因此,最近的测试协议,像SAE J2527,允许一个更现实的频谱通过指定ASTM G 155中描述的日光过滤器(图5)。(这是相同的频谱中指定的ISO 4892 - 2和ISO 11341)。日光光谱滤波器被选为新巴斯夫加速酸试验过程,因为它接近的比赛自然阳光。

实验开发

巴斯夫开发了一个模拟酸雨的解决方案,是基于观察到酸雨在杰克逊维尔和Q-Panel提供一组初始的化学试样涂有四种类型的实验系统。

Q-Sun氙测试室被修改成新模型将由野外观察的特性。0度样品安装面和双喷淋系统补充道。双喷射系统可编程自动喷纯去离子水或模拟酸雨的解决方案。

使用修改后的Q-Sun测试室,Q-Panel尝试了各种各样的测试周期,包括与间歇酸100%,喷雾。Q-Panel认定一个周期与光和黑暗的时间暴露给更好的相关性从杰克逊维尔户外腐蚀的结果。酸喷的体积和频率调整到最佳模拟户外的结果。

一些Edisonian研究之后,一个优化的暴露周期。周期确定后,试样暴露在Q-Sun和评估每隔200年,300年,400年,500年、600年和700小时。

酸腐蚀评价步骤

酸损伤的评价是进行视觉和试样评级等级从0(最好)到10(最差)。总结评定量表的表5所示。

对于某些测试,扩大规模,以便更好的歧视。

暴露的结果相比
杰克逊维尔数据

数据从两年的杰克逊维尔自然暴露比较来建立一个基线。正如预期的那样,每年有差异的绝对值。然而,有完美的协议在不同系统的等级次序每年(表6和图6)。

巴斯夫加速酸试验结果

测试标本额定在100小时的间隔,开始在200小时。结果如表7和图7所示。Q-Sun后200小时,相对排序是建立和整个曝光时间保持不变。

加速酸试验结果相比,实际的杰克逊维尔自然曝光数据。如数据所示,Q-Sun只有200小时后,巴斯夫加速酸试验过程给了相同的排名杰克逊维尔的风险敞口。400小时后,它产生了正确的斯皮尔曼等级次序(ρ= 1.0)和大约相同级别的蚀刻后14周的2001杰克逊维尔曝光(图8和9)。测试结果为700小时在本质上是相同的2002杰克逊维尔数据(图10)。

扩展测试

因为优秀的结果,测试扩展到杰克逊维尔数据包括更多的实验系统已经可用。建立一个基准,杰克逊维尔2001年和2002年数据比较使用皮尔森和斯皮尔曼相关方法。这种类型的数据,作者相信,皮尔森的方法是更有用的。数据集展出的皮尔森相关系数0.88和斯皮尔曼等级顺序系数为0.72。

相同的系统暴露在420小时的巴斯夫加速酸试验过程。

Q-Sun结果同意2001年杰克逊维尔的测试结果与皮尔森相关的0.90和0.80的斯皮尔曼等级次序的系数(表8)。

当巴斯夫加速酸试验评级比较2001年和2002年杰克逊维尔的平均结果,相关性是更好的(表9)。皮尔森R2 = 0.93和斯皮尔曼ρ= 0.80。简而言之,巴斯夫加速酸试验结果同意杰克逊维尔一样,或者比,杰克逊维尔同意本身。

摘要和结论

一个新的巴斯夫加速酸试验过程是由巴斯夫和Q-Panel联合实验室开发的产品。过程识别和整合所有的关键的测试参数。为了实现这个目标,巴斯夫开发了一个模拟酸雨溶液和Q-Panel修改了Q-Sun氙测试室。联系新过程和自然接触比杰克逊维尔,或等于,杰克逊维尔每年结果之间的相关性。

新程序的开发行业有许多显著的好处:

2。相对原始标本进行实验室条件允许使用数字评估蚀刻。杰克逊维尔板几乎不能使用这种技术由于划痕,灰尘等。

3所示。预计这巴斯夫加速酸浸蚀试验可以用来模拟其他酸雨环境,那里的雨化学不同于杰克逊维尔。

4所示。新的程序允许的可能性一致的组装厂监控系统腐蚀作为一个“预警系统”。

5。最终,由于新的测试程序,应该有更少的酸腐蚀故障服务。

最后指出

1全面比较两种不同的方法对氙弧室建设,看到布伦南等人,2003年。

2定义的未绝缘的黑色面板温度计,看到ASTM G 151。

确认
作者要感谢以下贡献者巴斯夫加速酸试验开发:

引用
1。ASTM G 151标准实践暴露非金属材料在加速测试设备使用实验室光源。188金宝搏bet官网
2。ASTM G 155标准实践操作氙弧灯非金属材料的接触器。188金宝搏bet官网
3所示。布伦南,p . J,静态和旋转氙弧曝光相比:技术问题,实际问题,以及不同类型的硬件执行新的基于性能的测试方法。1日欧洲风化研讨会。布拉格,捷克共和国。
4所示。CIE 85,表4。出版85号:1989,技术报告——太阳光谱辐照度。
5。格罗斯曼,p . r .调查确定Time-of-Wetness户外大气暴露因素结构,在工程材料的大气腐蚀影响因素,ASTM STP 646年,科伯恩,美国K。188金宝搏bet官网艾德,美国社会检测和材料,1978年。188金宝搏bet官网
6。ISO 4892 - 2、塑料——暴露于实验室光源的方法- 2:氙弧源。
7所示。ISO 11341、油漆和清漆-人工风化和暴露于人工辐射接触过滤氙弧辐射。
8。SAE J1960,加速汽车外部材料使用控制辐照度水冷氙弧装置。
9。SAE J2527,加速汽车外部材料使用控制辐照度氙弧装置。188金宝搏bet官网
10。测试方法可从以下机构: