Способ ускоренных климатических испытаний образцов лакокрасочных покрытий Советский патент 1992 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к способам ускоренных климатических испытаний образцов лакокрасочных покрытий и предназначено для использования при разработке лакокрасочных материалов и техно- логии их нанесения на изделия общеклиматичёского исполнения.

Общеклиматическое исполнение изделий означает возможность их применения в любом климатическом районе на суше, кроме районов с очень холодным климатом. Таким образом, покрытия общеклиматического исполнения должны быть устойчивы в условиях умеренного, холодного и тропического (сухого и влажного) климатов. К изделиям, изготовляемым в едином исполнении, относятся, например, автомобили, сельхозмашины.

Наиболее достоверным способом определения пригодности покрытий для эксплуатации в различных климатических районах являются их испытания в природных условиях в течение 1-2 лет (натурные испытания).

Существуют также способы ускоренных испытаний покрытий в лабораторных условиях, имеющие значительно меньшую длительность (от 15 до 20 сут).

Известен способ испытаний покрытий на холодоустойчивость, заключающийся в

XI

ю VI о

со XI

том, что образцы с покрытием подвергают воздействию повышенной влажности 94- 100% при температуре 38-42°С в течение 4 ч, отрицательной температуре минус 27- 33°С в течение 6 ч, воздействию ультрафиолетового излучения (УФ-излучения) в аппарате искусственной погоды в течение 5 ч с периодическим орошением дистиллированной водой в течение 3 мин (0,050 ч) через каждые 17 мин (0,283 ч) (по циклу 3-17), воздействию отрицательных температур минус 57-63°С в течение 3 ч и выдержке на воздухе при 15-30°С в течение 6 ч. Общее время испытаний составляет 15 сут.

Способ испытаний учитывает экстремальные значения климатических факторов холодного климата, которые оказывают воздействие на устойчивость покрытий в природных условиях.

Недостатком способа является то, что он упускает из виду воздействие коррозион- ной-активных агентов промышленной атмосферы и позволяет проводить выбор покрытий только для холодного климата.

Известен также способ испытания покрытий на тропикоустойчивость, заключающийся в том, что образцы с покрытием подвергают воздействию повышенной влажности 96-100% при температуре 53- 57°С в течение 10ч, воздействию сернистого газа с концентрацией 4-6 мг/м в течение 2 ч, воздействию УФ-излучения в аппарате искусственной погоды в течение 10 ч с периодическим орошением дистиллированной водой в течение 3 мин (0,050 ч) через каждые 17 мин (0,283 ч) (по.циклу 3-17) и выдержке на воздухе при 15-30°С в течение 2 ч. Общее время испытаний составляет 10 сут,

Данный способ испытаний учитывает экстремальные значения климатических факторов тропического климата, которые оказывают воздействие на устойчивость покрытий в природных условиях.

Недостатком способа является то, что он позволяет проводить выбор покрытий, предназначенных для эксплуатации только в тропическом климате.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ испытаний покрытий для эксплуатации в условиях умеренного климата, для которого характерно воздействие как низких, так и высоких температур, повышенной влажности и УФ-излучения.

Способ заключается в том, что образцы с покрытием подвергают.воздействию повышенной влажности 94-100% при38-42°С в течение 6 ч, воздействию сернистого газа

с концентрацией 4-6 мг/м в течение 2 ч, отрицательных температур минус 42-48°С в течение 3 ч, воздействию УФ-излучения в аппарате искусственной погоды в течение 7

ч с периодическим орошением дистиллированной водой в течение 3 мин (0,050 ч) через каждые 17 мин (0,283 ч) (по циклу 3-17) и выдержке на воздухе при 15-30°С в течение 6 ч. Общее время испытаний составляет 15

сут. Образцами для испытаний являются пластины размером 150x70 мм, изготовленные по ГОСТ 8832-76. Материал для пластин выбирают в соответствии с предполагаемым материалом для изделий;

сталь, чугун; сталь коррозионно-стойкая, оцинкованная, кадмированная; сплавы алюминиевые, медные, магниевые, титановые; древесина и древесные материалы.

Недостатком способа является неточность результатов в сравнении с данными,

полученными при натурных испытаниях.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе ускоренных климатических испытаний образцов лакокрасочных покрытий, по которому образцы подвергают воздействию повышенной влажности 94-100%, агрессивных газов в течение 2 ч, отрицательных температур в течение 3 ч,

ультрафиолетового излучения с периодическим орошением дистиллированной водой и выдержке на воздухе при 15-30°С, воздействие повышенной влажности осуществляют при 50-60°С в течение 8 ч, воздействие

отрицательных температур при 57-63°С, воздействие ультрафиолетовым излучением проводят в течение 10 ч, орошение водой - через 0,261-0,270 ч в течение 0,061-0,072 ч, а выдержку на воздухе проводят в течение

1 ч.

Для осуществления способа изготавливают системы 1, 2, 3, 4 лакокрасочных покрытий на образцах из стали 08КП размером 150x70x1 мм согласно технологии

по нижеприведенным примерам 1,2,3 и 4. Для каждого вида испытаний изготавливают по 3 параллельных образца.

Пример 1. Изготовлена система 1 лакокрасочного покрытия:

подготовка поверхности - обезжирив.а- ние уайт-спиритом;

грунтование методом пневматического распыления грунтовкой ВМЛ-0143 (ГОСТ 24595-81) - 1 слой, сушка при 180°С в течение 30 мин;

нанесение покрывного материала - 2 слоя эмали ПФ-188 (ГОСТ 24784-81) с сушкой каждого слоя при 85°С в течение 1,5 ч.

Пример 2. Изготовлена система 2 лакокрасочного покрытия:

подготовка поверхности - обезжиривание составом КМ-1 (ТУ 38-10796-76) методом распыления и фосфатирование составом КФ-1 (ТУ 113-08-620-87);

грунтование методом электроосаждения грунтовкой В-КФ-093 (ОСТ 6-10-427- 79) - 1 слой, сушка при 180°С в течение 30 мин;

нанесение покрывного материала методом пневматического распыления - 2 слоя эмали МЛ-12 (ГОСТ 9754-76) сырой по сырому с межслойной выдержкой 5-7 мин и окончательной сушкой при 135°С в течение 30 мин.

Пример 3. Изготовлена система 3 лакокрасочного покрытия:

подготовка поверхности - обезжиривание уайт-спиритом;

грунтование методом пневматического распыления - 1 слой грунтовки ФЛ-ОЗК (ГОСТ 9109-81), сушка при 110°С в течение 35 мин;

нанесение покрывного материала мето- дом пневматического распыления - 2 слоя эмали ПФ-115 (ГОСТ 6465-78), сушка каждого слоя при 110°С в течение 1ч.

Пример 4. Изготовлена система 4 лакокрасочного покрытия:

подготовка поверхности - обезжиривание составом КМ-1 (ТУ 38-10796-76) методом распыления и фосфатирование составом КФ-1 (ТУ 113-08-620-87);

грунтование методом пневматического распыления - 1 слой грунтовки ФЛ-ОЗК (ГОСТ 9109-81), сушка при 110°С в течение 35 мин;

нанесение покрывного материала методом пневматического распыления - 2 слоя эмали МЛ-12 (ГОСТ 9754-76) методом сырой по сырому с межслойной выдержкой 5-7 мин и окончательной сушкой при 135°С в течение 30 мин.

Как показывают результаты испытаний, предлагаемый способ позволяет за более короткое время, чем известный, достигнуть снижения блеска до балла 3, растрескивания (отслаивания) до балла 2, снижения адгезии до балла 4, а также появления коррозии под пленкой.

При этом физико-химические характеристики старения покрытий при испытаниях по предлагаемому способу (примеры 2/2 и 4/4) наиболее близки к данным, получен- ным после натурных испытаний в тропическом климате (пример нат/2), что свидетельствует о том, что процесс старения не искажается.

Ускоренные испытания при минус 57- минус 63°С обеспечивают достаточно высокую скорость разрушения, при этом воспроизводятся виды разрушений, имеющие место в природных условиях (примеры 1/1, 2/2,3/3,4/4).

Повышение температуры до минус 50°С при прочих одинаковых условиях увеличивает продолжительность испытаний более чем в 2 раза (контрольный пример 14/4), а снижение температуры до минус 70°С приводит к быстрому самопроизвольному разрушению покрытия (растрескивание, отслаивание, снижение адгезии), что не соизмеримо с данными натурных испытаний (контрольный пример 15/4).

При постоянном воздействии УФ-излу- чения орошение водой в течение 0,061- 0,072 ч (4±0,33 мин) через 0,261-0,270 ч (16±0,33 мин) (по циклу 4-16) обеспечивает достаточно высокую скорость потери блеска покрытия, при этом физико-химические процессы в пленке не искажаются (примеры 1/1-1/4,11/3,12/3).

Орошение водой в течение 0,050 ч (3 мин) через 0,283 ч (17 мин) (по циклу 3-17) увеличивает в 2 раза продолжительность испытаний (контрольные примеры 9/1, 10/2) до достижения одинаковых с натурными показателей, характеризующих степень старения покрытия.

Увеличение продолжительности орошения до 0,083 ч (5 мин) через 0,250 ч (15 мин) (по циклу 5-15) приводит к очень быстрой потере блеска (контрольный пример 16/2), однако при этом физико-химические процессы в пленке искажаются.

Увеличение воздействия повышенной влажности (контрольный пример 11/3) до 14 ч в каждом цикле не приводит к дальнейшему сокращению времени испытаний, а при 20 ч (пример 12/3) коррозия под пленкой составляет 0,15 г/м2, что несоизмеримо с данными натурных испытаний.

На основании результатов испытаний определены коэффициенты корреляции. В качестве критерия оценки изменения декоративных свойств (АД) принято время достижения покрытием блеска, оцениваемого баллом 3, а для защитных свойств (A3) - время появления первых признаков разрушения покрытия.

Поскольку в основу способа испытаний покрытий для общеклиматического исполнения были положены экстремальные значения климатических факторов, значительное повышение коэффициента корреляции между результатами натурных и ускоренных испытаний имеет место для

районов с холодным и тропическим климатом.

Для условий эксплуатации, где значение климатических параметров лежит в середине интервала, коэффициенты взаимной линейной корреляции для умеренного климата (прототип) и предлагаемого способа испытаний (общеклиматическое исполнение) практически совпадают.

Предлагаемый способ по сравнению с известным ускоренных испытаний дает более достоверные результаты.

Формула изобретения Способ ускоренных климатических испытаний образцов лакокрасочных покрытий, по которому образцы подвергают

0

5

воздействию повышенной влажности 97±3% агрессивных газов в течение 2 ч, отрицательных температур в течение 3 ч, ультрафиолетового излучения с периодическим орошением водой и выдержке на воз- духепри 15-30°С, от л ича ющи и с я тем, что, с целью повышения достоверности, воздействие повышенной влажностью осуществляют при положительной температуре в течение 8 ч, воздействие отрицательных температур при 57-63°С. воздействие ультрафиолетовым излучением проводят в течение 10 ч, орошение водой через 0,261-0,270 ч в течение 0,061-0,072 ч, а выдержку на воздухе проводят в течение. 1 ч.

Изобретение относится к ускоренным климатическим испытаниям. Целью изобретения является повышение их достоверности. Способ заключается в том, что образцы подвергают воздействию повышенной влажности 94-100%, агрессивных газов в течение 2 ч, отрицательных температур в течение 3 ч, ультрафиолетового излучения с периодическим орошением дистиллированной водой и выдержке на воздухе при 15-30°С. Для повышения достоверности результатов испытаний воздействие повышенной влажности осуществляют при 50-60°С в течение 8 ч, воздействие отрицательных температур - при 57-63°С, воздействие ультрафиолетовым излучением проводят в течение 10 ч, орошение водой осуществляют в течение 0,061-0,072 ч (4- 0,33 мин), через 0,261-0,270 ч (16-0,33 мин) (по циклу 4-16), а выдержку на воздухе - в течение 1 ч. (Л с