一種耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法

2023-05-29 17:40:36 2

一種耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法
【專利摘要】一種耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的預測方法，(1)在基片上塗敷無溶劑高分子塗料，用作試樣；(2)將試樣浸泡在90℃±2℃的不同水溶液中，分別浸泡一定的天數後取出，在試樣的塗層表面上劃成15mm×30mm的長方格，在一小時內冷卻到室溫；(3)在長方格四個邊角撬剝，根據塗層的溼附著力大小即塗層脫層的情況定級；(4)當試樣最終表現為1級時，確認其浸泡天數，定為m天，加7天並乘以3得出塗層的預計最長使用壽命為n年；(5)將塗層預計最長使用壽命乘以減效係數μ得出計算的使用壽命，為N年；可做為工程材料防腐蝕耐久性設計的依據，不僅有利於工程的安全，還可作工程事故的分析手段。
【專利說明】一種耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法

【技術領域】
[0001]本發明屬於無溶劑型高分子塗料的【技術領域】，所述無溶劑高分子塗料包括固體粉末型和液體型，具體涉及到一種供涉水環境工程特別是海洋工程使用的防腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法。

【背景技術】
[0002]水環境包括江河、湖泊、溼地(即沼澤)和海洋等，它們對材料的腐蝕比大氣對材料的腐蝕要較為嚴重，其中最為突出的便是海洋環境。海洋環境是一個極為複雜的腐蝕環境，不僅海水本身包含有以氯化物為主的各種腐蝕介質，而且由于波浪、潮流的存在，對工程構件不僅會產生三相界面腐蝕，還會有長期的低頻往復應力衝擊。此外,海洋微生物、工程構件上的附著生物以及它們的代謝產物也會對工程構件的腐蝕過程產生直接或間接的影響。在海洋工程中，材料主要有鋼材和鋼筋混凝土，而長期為工程界所關注的則是鋼材和鋼筋混凝土用於海洋環境下的耐久性問題。從材料選擇、塗層防護和陰極保護等不同方面綜合分析，其中防腐塗層被認為是解決問題的關鍵。
[0003]談到防護塗層，通常採用的是有溶劑的液體塗料。這類塗料在成膜過程中必然要揮發而產生無數個孔隙，同時塗膜固化過程中揮發的小分子也會產生較多的顯微針孔，再加上塗膜的樹脂和固化劑的不均勻性，也會造成固化交聯結構的不均勻，必然出現塗膜結構的不均勻，這類塗層在腐蝕環境下失效是必然的。這類有溶劑塗料，根據已有國內外標準防腐年限也只有5年、10年、15年，不能滿足現有工程的需求。根據大量研究和工程實踐表明，無溶劑塗層是解決該問題的主要出路，是一種發展趨勢和必然選擇。
[0004]綜合考慮，在海洋工程的構件中採用無溶劑環氧塗料塗層防護是一種性價比較高的選擇方案。中國專利ZL200910088724.5提出了一種《海港碼頭鋼板樁用無溶劑環氧塗料及其製造方法》，它由A液和B液組成，其中A液是以雙酚A環氧樹脂為主要成份的組合物；B液則是固化劑，其耐鹽霧性能達5000小時以上，與基材粘接性好。然而，該專利並沒有涉及防腐塗料塗層使用壽命的測定方法。
[0005]中國專利ZL200810228370.5公開了《一種海洋用鋼管樁外防腐環氧粉末塗料》，它能夠滿足海洋環境下長期工作的防腐蝕要求，綜合性能也較好，目前已經得到很好的推廣應用，但他們僅僅是提供了一種性能優良的塗料，對於塗料的使用壽命的測定方法並沒有作深入的研究。
[0006]我們檢索了有關耐水環境腐蝕的高分子塗料的專利，發現它們都僅僅是公開了塗料的成分和製造方法，對於塗料使用效果，特別是塗層的使用壽命的測定未作深入的研究。上世紀的八十年代，美國工程界的人士普遍認為採用環氧塗層鋼筋(Epoxy-CoatedReinforcing Bars,簡稱為ECR)是解決鋼筋混凝土用於海洋環境下耐久性問題的有效辦法。當時美國Florida州有300座橋採用了 ECR技術進行防護，但其中有5座橋僅使用5年就出現了因鋼筋鏽蝕而導致混凝土開裂和剝離，並發生了塗層脫層現象，同時在持續的應用過程中，在3年至13年之內發現所檢測的鋼筋塗層幾乎全部脫層，這種脫層是造成鋼筋防腐失效的主要原因。ECR的技術基礎是熔融結合型環氧粉末塗裝技術，是無溶劑塗層的一種主要形式。通過大量研究我們從這次事故中可以看出:在熔融結合型環氧粉末塗裝技術中，脫層才是這類防腐技術主要的防腐失效必然現象，只有研究清楚脫層的生成規律，才能有效提高無溶劑塗層技術的防腐性能，盲目發展和應用無溶劑塗層技術是徒勞無益的。上述介紹的幾項專利沒有涉及到無溶劑防腐失效機理的研究，雖然從客觀上來說，它與其它防護塗層相比較，應該視為不可多得的好方法；然而，防腐蝕工程是一個綜合型的工程，它不僅要有一個性能優異的塗料配方，還要有一個合適而簡便的塗裝方法，甚至還需要制訂一個嚴格的質量標準和相應的檢測方法。本發明人根據在對無溶劑塗層技術的發展現狀、性能指標、工程應用效果和壽命評估等諸多方面進行深入研究後的發現，提出對耐水環境腐蝕的無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法，這對防腐工程的實施有著重要的經濟和社會意義。


【發明內容】

[0007]本發明人在分析美國Florida州橋的ECR使用情況的同時對該類塗層技術開展了深入系統的研究，發現塗層脫層是無溶劑塗層防腐失效的基本原因，塗層脫層有如下基本屬性:(1)塗層脫層是無缺陷塗層防護失效的重要表現形式；(2)水相的形成是無缺陷塗層脫層的原因；(3)塗層脫層發生在塗層與金屬的界面處；(4)塗層脫層生成條件與塗層交聯結構類型密切相關；(5)塗層脫層與塗層的固化度有關；(6)塗層脫層與浸泡介質的類型和溫度有關。(7)用掃描電鏡的分析方法證實，塗層脫層是材料開始腐蝕的控制點，在脫層前材料不被腐蝕，脫層後材料才被腐蝕。基於對上述的發現，開展反覆實驗研究，提出了一種耐水環境腐蝕、特別是供海洋工程使用的無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法。
[0008]為了實現本發明，我們提出了前人所確定的塗層溼附著力方法中的5級為塗層脫層的特徵。通常將帶有塗層的試樣浸泡在90°C ±2°C的不同水溶液中(用於海洋工程金屬材料的塗層，選用3.5% NaCl溶液:其他情況仍用蒸餾水)，在浸泡一定的天數後從水中取出，在塗層表面上用刀劃成大約15mmX30mm的長方格，一小時內冷卻到室溫，然後用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況分五級，I級為塗層完好無脫層現象，塗層明顯地不能被撬剝下來；2級為被撬離或剝離塗層區面積小於或等於50%;3級為被撬離或剝離塗層區面積大於50%，但塗層表現出明顯的抗撬性能；4級為塗層成片脫層，塗層很容易被撬剝成條狀或大塊碎屑；5級塗層全部剝開，塗層成一整片被剝離下來，用手很容易把塗層成片撕下。本發明人認為溼附著力5級所表徵的塗層脫層物理特徵，具有上述的無溶劑塗層防腐失效的塗層脫層基本屬性。
[0009]本發明人從現有大量工程塗層脫層的現象中注意到這樣的事實:(I)如從美國Florida州各座橋的腐蝕情況發現:無溶劑塗層的熔融結合型環氧粉末塗層在一定的塗裝工藝條件下屬於無缺陷塗層，它們失效的關鍵方式就是塗層脫層。塗層脫層前，在塗層與金屬界面上不會發生腐蝕過程；在塗層脫層過程中至多只會產生微弱的腐蝕過程；一旦塗層脫層，水O2與Cl一進入界面處，造成縫隙腐蝕的機會，腐蝕過程才開始連續進行，直到塗層失效；(2)這類塗層脫層在Florida州橋的統計分析中已確定塗層鋼筋服役3年後就開始脫層，直到13年後大多數ECR塗層全部發生脫層現象。Florida州橋所用材料的塗層鋼筋標準中沒有溼附著力要求，我們現用當時所用同型號材料塗層進行數據分析，溼附著力指標是，在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中浸泡I天達不到I級指標，實際上是5級。據此，這類鋼筋的最短服役時間為3年。因此採用在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中浸泡I天后溼附著力達到5級的鋼筋，等效於此類鋼筋使用3年後，鋼筋開始腐蝕的推測是客觀的；(3)通常的塗層溼附著力是用I級來表述塗層完好，本發明的方法是將溼附著力用5級表述塗層脫層，根據大量的塗層脫層實驗結果，試樣從I級變化到5級大約需要7?10天，為保險起見取7天來估算，這樣，在測定塗層使用壽命時，假定溼附著力保持為I級的天數是I天、15天、30天時，分別加7天、即為8天、22天、37天，可以看成是溼附著力達到5級塗層脫層的開始時間。從國內外的報導數據中可知，現有的塗層在服役過程中其脫層時間約為3年至15年。為嚴格評估要求，以最短時間I天等效於3年作為依據，相對於達到5級的不同浸泡時間為8天、22天和37天的塗層，其防腐預計最長使用壽命分別可達到24年、66年和111年。(4)隨著服役年限的延長，由於其他因素的作用，會增加失效速度。為更加接近實際，分別乘以減效係數以表達工程實際情況下使用的保險係數，經過長期實驗和反覆觀察對比，我們得出減效係數的合理取值範圍如下:當η = 30?50年，μ取值為I ;η = 50?70年，μ取值為0.8 ;η > 70年，μ取值為0.7。將上述預計最長使用壽命分別乘以減效係數便得出實際使用壽命，它們的估計值應該分別為24年，52.8年，77.7年
[0010]在上述試驗研究的基礎上，本發明人提出如下耐水環境腐蝕的無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法，其特徵在於:
[0011](I)在基片上塗敷無溶劑高分子塗料，優選鋼材基片用作試樣，；
[0012](2)將一組試樣浸泡在90°C ±2°C的不同水溶液中，分別浸泡一定的天數後取出，在取出後，在塗層表面上用刀劃成大約15mmX30mm的長方格；一小時內冷卻到室溫。
[0013](3)再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層的溼附著力大小即塗層脫層的情況定級；
[0014](4)當試樣表現為I級時，確認其浸泡天數(假定為m天)，再加7天並乘以3得出塗層的理想壽命，即預計最長使用壽命為η年，SP:
[0015]n=(m+7)X3 年式(I)
[0016](5)將塗層預計最長使用壽命乘以減效係數(μ)得出測定的使用壽命(N年):
[0017]N = μ η = μ X { (m+7) X 3 }年式(2)。
[0018]本發明所述的塗層為無缺陷塗層，所謂無缺陷塗層是經過充分固化的結構連續的完整塗層，在5V/ μ m的電壓下無漏點。
[0019]通過反覆的浸泡實驗和樣品表面形態的電子顯微鏡觀察，本發明最終得出的減效係數μ的合理取值範圍是:當η = 30?50年，μ = I ;η = 50?70年，μ = 0.8 ；η >70 年，μ = 0.7。
[0020]用本發明的塗層使用壽命的測定方法，按照美國上世紀八十年代的ASTM標準加工出塗層試樣，進行試驗，分別對美國Florida州28座採用ECR技術後出現塗層鋼筋脫層的鋼筋混凝土橋進行使用壽命測定，其結果與本發明方法測定得出的數據吻合得很好，說明本發明塗層使用壽命測定方法具有很大的推廣價值。本發明的方法在海洋工程得到推廣應用，不僅可以對工程的安全保險提供諮詢服務；而且可為工程事故的技術分析提供有效的科學手段。可作為工程金屬材料防腐耐久性設計的依據。
[0021]隨著人類社會的進步，人類同水環境的接觸必將會越來越廣泛和深入，特別是與佔地球表面十分之七的海洋，蘊藏有極為豐富的生物資源和礦物資源，這將是我們日益頻繁的活動天地。在這種情況下，如何處理好水環境的腐蝕是極為重要的問題。因此，本發明所提供的耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗料的塗層使用壽命的測定方法具有極大的社會效益和經濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明:
[0023]圖1是塗層溼附著力評級為I級時的示意圖；
[0024]圖2是塗層溼附著力評級為2級時的示意圖；
[0025]圖3是塗層溼附著力評級為3級時的示意圖；
[0026]圖4是塗層溼附著力評級為4級時的示意圖；
[0027]圖5是塗層溼附著力評級為5級時的示意圖；
[0028]圖6是塗層未被撬剝，塗層已脫層的試樣再在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中浸泡I天后，脫層的塗層剝開後的SEM照片。從照片看出鋼材基體表面幾乎沒有腐蝕痕跡，亮處為金屬基體；
[0029]圖7是塗層未被撬剝，塗層已脫層的試樣再在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中浸泡4天後，脫層的塗層剝開後的SEM照片。從照片中可以明顯看出，鋼材基體表面已有明顯腐蝕產物形成，說明基體已經開始發生腐蝕反應；
[0030]圖8是塗層未被撬剝，塗層已脫層的試樣再在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中浸泡15天後，脫層的塗層剝開後的SEM照片。從中可以明顯看出，這時鋼材基體表面形成的腐蝕產物面積比塗層脫層後再浸泡4天的結果要多很多，說明塗層脫層後，隨著浸泡時間延長腐蝕越發嚴重，塗層防腐失效過程加速；
[0031]圖9是未被撬破的塗層；
[0032]圖10是被撬破的塗層，但仍粘結在剛基材上；
[0033]圖11是塗層脫層後的鋼基材表面。

【具體實施方式】
[0034]實施例1
[0035]用於海洋鋼管樁耐海水腐蝕熔融結合環氧粉末塗料，該塗料是用雙酚A環氧樹脂和胺類固化劑等組成，是中國科學院金屬研究所生產的高分子無溶劑環氧塗層材料，型號為SEBF-2的市售產品。塗料的優點是塗層與鋼基體結合力強，耐海水腐蝕性好，具有好的抗劃傷能力和抗陰極剝離能力，具有較好的溼附著力。保證管樁耐久性達到50年的效果。
[0036]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中，分別浸泡I天、15天和30天取出，並在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第15天後取出來的試樣其塗層的溼附著力仍為I級，故按照關係式(I)得出塗層的預計最長使用壽命:
[0037]η = = (15+7) X 3 = = 66(年)，
[0038]乘以減效係數μ = = 0.8，按照關係式⑵得出測定的塗層使用壽命:
[0039]N == μ η == 0.8X66 == 52.8 年，
[0040]即用雙酚A環氧樹脂和胺類固化劑等組成的這一類塗層的使用壽命可達到50年左右，說明此塗料性能的確良好。
[0041]這種塗料現已用於杭州灣大橋，舟山金塘大橋等鋼管樁防腐。達到塗層防腐50年的要求。目前已應用10年，用電化學保護電位檢測，非常穩定，表明塗層性能保持良好。
[0042]實施例2
[0043]用於海洋鋼管樁耐海水腐蝕熔融結合環氧粉末塗料，例如塗層型號為SEBF6-1、SEBF6-3。該塗料由雙酚A環氧樹脂和酚類固化劑等組成，塗料的優點是其塗層與鋼基體結合力強，耐海水滲透，耐磨，抗彎曲和抗衝擊，抗陰極剝離能力和有更好的溼附著力。保證鋼管樁防腐耐久性達到70年以上。
[0044]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法，對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中，分別浸泡I天、15天和30天取出，並在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時後冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第30天後取出來的試樣其塗層的溼附著力仍為I級，故按照關係式(I)得出塗層的預計最長使用壽命:
[0045]η == (30+7) X3 == 111(年)，
[0046]乘以減效係數μ = = 0.7，按照關係式⑵得出測定的塗層使用壽命:
[0047]N == μη == 0.7X111 == 77.7 年，
[0048]即測得的用雙酚A環氧樹脂和酚類固化劑等組成的這一類塗層使用壽命可達到70年以上，說明此塗料性能優越，能滿足港珠澳大橋鋼管樁防腐70年耐久性要求。目前該塗料已被港珠澳大橋管理局採納，列入大橋結構防腐設計，正式投入使用。
[0049]實施例3
[0050]用於海洋混凝土結構塗層鋼筋的塗料，該塗料由雙酚A環氧樹脂、胺類固化劑和增韌劑等組成。其主要性能是成膜性能、抗彎曲性能、抗氯離子滲透性能好。但溼附著力偏低，屬早期美國建大橋時採用的塗料。如:3Μ公司的型號為Scotchkole213、426,和Valspar公司的型號為PFG80208的塗料。
[0051]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法，對該塗料的塗層使用壽命進行檢測。將塗有該塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中，分別浸泡I天、15天和30天取出，並在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第I天后取出來的試樣其塗層的溼附著力就低於I級。即測得的用雙酚A環氧樹脂、胺類固化劑和增韌劑等組成的這一類塗層使用壽命低於20年。與1980年美國Florida州橋鋼筋的使用壽命相當。表明使用本發明方法測得的塗層使用壽命年限是經得起驗證的。
[0052]實施例4
[0053]使用一種用於海洋混凝土結構塗層鋼筋的塗料，由瀋陽明致材料技術有限公司生產，型號為MZ8011、MZ8012，該塗料由雙酚A環氧樹脂酚類固化劑和增韌劑等組成，其主要性能除成膜性能、抗彎曲性能好外，主要是溼附著力高，滿足海洋大型工程的防腐鋼筋要求。耐久性可達到120年的需求。
[0054]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法，對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C 3.5% NaCl溶液中，分別浸泡I天、15天和45天取出，在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第45天後取出來的試樣其塗層的溼附著力仍為I級，故按照關係式(I)得出塗層的預計最長使用壽命:
[0055]η = = (45+7) X 3 = = 156 (年)，
[0056]乘以減效係數μ = = 0.7，按照關係式⑵得出測定的塗層使用壽命:
[0057]N== μη == 0.7X156 == 109.2 年，
[0058]即測定的用雙酚A環氧樹脂酚類固化劑和增韌劑等組成的這一類塗層的使用壽命可達到近110年的要求。其餘年限是可根據選用高緻密混凝土結構材料來保證總體達到120年的防腐要求。用這類塗料製成的高性能環氧塗層鋼筋已被港珠澳大橋管理局接受。工程設計已納入該產品，現已正式啟用。
[0059]實施例5
[0060]用於普通水環境輸運管道的熔融結合環氧塗料，3Μ公司的型號為SCOtChkOle206，該塗料是用雙酚A環氧樹脂和胺類固化劑等組成。其主要防腐性能，如抗水的滲透性、耐衝刷性和氣蝕抗陰極剝離等性能好。但溼附著力低。該塗料早期在管道防腐行業得到普遍應用。如:1965年美國安裝的DN400管道，採用熔融結合環氧塗層防腐。20年後因管路走向變動而開挖管道，當時從管道表面觀察塗層無破損，完好如初。但發現塗層與塗層鋼表面有黑斑點腐蝕痕跡。我們從市場採購該公司同類塗料進行了性能評估。按照本發明的塗層使用壽命測定方法對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C的蒸餾水中，分別浸泡I天、15天和30天取出，在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級:發現第I天后取出來的試樣其塗層的溼附著力就低於I級，即降為2、3級，測得用雙酚A環氧樹脂和胺類固化劑等組成的這一類塗層的使用壽命達不到20年，與實際情況相符。
[0061]實施例6
[0062]用於普通水環境輸運管道的熔融結合環氧塗料，該塗料用雙酚A環氧樹脂和酚類固化劑等組成，是中國科學院金屬研究所生產的型號為SEBF-10的系列熔融結合環氧塗料，是市售產品。其主要性能除抗水滲透性、抗衝擊、抗彎曲、耐磨和粘結強度優越外，主要是溼附著力好，滿足長壽命管道的使用要求。
[0063]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C的蒸餾水中，分別浸泡I天、15天和30天取出，在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第15天後取出來的試樣其塗層的溼附著力仍為I級，按照關係式(I)得出塗層的預計最長使用壽命:
[0064]η = = (15+7) X 3 = = 66(年)，
[0065]乘以減效係數μ = = 0.8，按照關係式(2)得出測定的塗層使用壽命:
[0066]N== μη= = 0.8X 66 = = 52.8 年，
[0067]即測得用雙酚A環氧樹脂和酚類固化劑等組成的這一類塗層的使用壽命達到近50年左右的要求。說明這種塗料能滿足輸運管線耐久性要求。
[0068]實施例7
[0069]用於普通水環境輸送管道的無溶劑液體環氧塗料。中國科學院金屬研究所生產的型號為SLF-10的無溶劑環氧塗料。該塗料用雙酚A環氧樹脂和胺類固化劑組成。該塗料防腐施工方便，可以在現場施工。溼附著力很好，能滿足長效管道防腐，是輸送管道防腐的發展方向。主要缺點是抗衝擊抗彎曲性能較差，在安裝鋪設管道時要仔細小心。
[0070]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C的蒸餾水中，分別浸泡I天、15天和30天取出，並在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第15天後取出來的試樣其塗層的溼附著力仍為I級，按照關係式(I)得出塗層的預計最長使用壽命:
[0071]n== (15+7) X 3 = = 66 (年)，
[0072]乘以減效係數μ = = 0.8，按照關係式(2)得出測定的塗層使用壽命:
[0073]N == μ η == 0.8X66 == 52.8 年，
[0074]即測得用雙酚A環氧樹脂和胺類固化劑組成的這一類塗層的使用壽命達到近50年左右的要求。說明這種塗料能滿足輸運管線耐久性要求。
[0075]實施例8
[0076]一種用於普通水環境輸運管道的無溶劑環氧浙青塗料。這種塗料是早期管道防腐最常用的塗料，因為價格便宜至今還有一定的市場。從市場採購這一類產品進行性能評價。性能符合SY/T0447-96標準，其中無溼附著力要求。
[0077]我們按照本發明的塗層使用壽命測定方法對該塗料的塗層使用壽命進行檢測，將塗有本塗料的鋼材加工成一組試樣，將該組試樣浸泡在90°C ±2°C的蒸餾水中，分別浸泡I天、15天和30天取出，並在同組試樣上用刀劃成15mmX30mm的長方格，I小時後冷卻到室溫；再用尖刀在長方格四個邊角撬剝，根據塗層脫層的情況定級；發現第I天后取出來的試樣其塗層的溼附著力就低於I級，降為4、5級。測得無溶劑環氧浙青塗料類使用壽命不到20年。同類塗料塗裝的管道使用壽命都低於20年，表明用本發明塗層使用壽命測定方法是可行的。
[0078]本發明的耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法經實驗證明是正確和可行的，能夠更好地為國家經濟建設服務，發揮其更大的社會效益和經濟效益。
【權利要求】
1.一種耐水環境腐蝕無溶劑高分子塗層使用壽命的測定方法，其特徵在於: (1)在基片上塗敷無溶劑高分子塗料，用作試樣； (2)將試樣浸泡在90°C±2°C的水溶液中，分別浸泡一定的天數後取出，取出試樣後，在塗層表面上劃成15mmX30mm的長方格，I小時內冷卻到室溫； (3)在長方格四個邊角撬剝，根據塗層的溼附著力大小即塗層脫層的情況定級； (4)當試樣最終表現為I級時，確認其浸泡天數，定為m天，再加7天並乘以3得出塗層的預計最長使用壽命為η年，SP:
n = (m+7) X 3 式(I) (5)將塗層預計最長使用壽命乘以減效係數μ得出測定的使用壽命，為N年: N= μη= μ X { (m+7) X 3 }式(2)。
2.按權利要求1所述的塗層使用壽命的測定方法，其特徵在於:所述的塗層溼附著力的大小即塗層脫層情況定級標準為:1級為塗層完好無脫層現象，塗層明顯地不能被撬剝下來；2級為被撬離或剝離塗層區面積小於或等於50% ;3級為被撬離或剝離塗層區面積大於50%，但塗層表現出明顯的抗撬性能；4級為塗層成片脫層，塗層很容易被撬剝成條狀或大塊碎屑；5級塗層全部剝開，塗層成一整片被剝離下來。
3.按權利要求1所述的塗層使用壽命的測定方法，其特徵在於:所述的減效係數的合理取值範圍如下:當 η = 30 ?50，μ = I ;η = 50 ?70，μ = 0.8 ；η > 70, μ = 0.7。
4.按權利要求1所述的塗層使用壽命的測定方法，其特徵在於:所述水溶液具體為蒸餾水或NaCl溶液。
5.按權利要求1-4任一項所述的塗層使用壽命的測定方法，其特徵在於:所述的基片是鋼材基片。
【文檔編號】G01N19/04GK104132889SQ201410182742
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2013年5月3日
【發明者】張立新 申請人:張立新