建筑鋁型材有機(jī)聚合物涂層的性能和檢測(cè)

摘　要：本文介紹了鋁型材有機(jī)聚合物涂層的性能要求、檢測(cè)方法和相應(yīng)的國(guó)際或國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：建筑鋁材　涂層　檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)　　建筑用鋁合金型材的表面保護(hù)層除陽(yáng)極氧化膜之外，品種不斷增加，粉末靜電噴涂聚酯涂層、電泳丙烯酸涂層、液體靜電噴涂氟碳涂層等聚合物涂層異軍突起，發(fā)展迅猛，占據(jù)了半壁江山。現(xiàn)有鋁型材陽(yáng)極氧化膜檢測(cè)方法難以反映聚合物涂層鋁型材的性能，如鹽霧腐蝕的常規(guī)方法不能預(yù)測(cè)和反映膜下腐蝕，因此應(yīng)該建立鋁型材聚合物涂層的專(zhuān)用檢測(cè)方法及相應(yīng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。由于目前我國(guó)有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚很不齊全，本文根據(jù)歐洲Qualicoat技術(shù)委員會(huì)的“建筑用鋁的色漆、清漆和粉末涂層質(zhì)量規(guī)范”和美國(guó)建筑鋁制造業(yè)協(xié)會(huì)AAMA的“建筑用鋁型材和板材高性能有機(jī)涂層的技術(shù)規(guī)范”，介紹了建筑用鋁材的性能要求、檢測(cè)方法和相應(yīng)的國(guó)際國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，供參考采用。 1　涂層厚度(ISO 2360：1982) 　　渦流法測(cè)厚：待測(cè)樣品必須不少于5個(gè)測(cè)量點(diǎn)(約1cm2)，每點(diǎn)重復(fù)測(cè)定3～5次，每點(diǎn)的測(cè)量平均值應(yīng)在報(bào)告中記錄。 2　光澤度(見(jiàn)ISO 2813：1978) 　　采用60°入射角，如果有效表面太小或者不適于光澤計(jì)測(cè)量，則可用目測(cè)法與一參照樣品(在相同觀(guān)察角下)進(jìn)行對(duì)比。 3　涂層附著力(見(jiàn)ISO 2409：1992) 　　按ISO 2409之5.2.4節(jié)，須采用粘膠帶。粘膠帶可為Scotch 610、Permace l99或其它等效產(chǎn)品，涂層厚度在60μm以下時(shí)，切割間距是1�o；厚度在60～120μm時(shí)，間距為2mm；涂層更厚則選用間距3mm。 4　壓痕硬度(見(jiàn)ISO 2815：1973) 5　壓凹試驗(yàn)(見(jiàn)ISO 1520：1995)也稱(chēng)杯突試驗(yàn)。　　除2類(lèi)粉末之外所有其它粉末體系均可按ISO 1520：1995 2類(lèi)粉末，然后按以下規(guī)定進(jìn)行粘膠帶拉開(kāi)附著力試驗(yàn)。　　用Scotch 610、Permace l99或其它等效粘膠帶貼在機(jī)械變形以后的試樣有涂層一側(cè)。使粘膠帶緊密壓在涂層上不留空隙或氣袋。1分鐘之后垂直拉開(kāi)粘膠帶。 6　彎曲抗開(kāi)裂(見(jiàn)ISO 1915：1995) 　　操作程度同壓凹試驗(yàn) 7　沖擊試驗(yàn)(只用于粉末涂層) 　　本試驗(yàn)須在無(wú)涂層一側(cè)進(jìn)行，而結(jié)果在涂層一側(cè)評(píng)估。　　(1)1類(lèi)粉末(一層或兩層)：ASTM D2794：1969，用2.5N·m。　 　(2)PVDF(聚偏二氟乙烯，一種碳氟涂料)兩層粉末：ASTM D2974：1969，用1.5N·m 　　 (3)2類(lèi)粉末：ASTM D2794：1969用2.5N·m。然后按壓凹試驗(yàn)相同的程度作序作粘膠帶拉開(kāi)附著力試驗(yàn)。 8　克氏(Kesternich)試驗(yàn)(見(jiàn)ISO 3231：1993，0.2LSO224次循環(huán)。) 9　醋酸鹽霧試驗(yàn)(見(jiàn)ISO 9227：1990) 　　以1�o寬度交叉切割穿過(guò)涂層直至金屬基體，試驗(yàn)須在3塊擠壓材上進(jìn)行1000h。 10　馬丘(Machu)試驗(yàn)(只用于型材的加速腐蝕試驗(yàn))。　　在樣品浸入試驗(yàn)溶液之前，型材表面應(yīng)該用合適的刻刀將涂層刻割到基體材料。　　馬丘(Machu)試驗(yàn)溶液如下： NaCl: 50g/L CH3COOH(冰乙酸) 10g/L H2O2(30％) 5ml/L 試驗(yàn)溫度 37℃ 試驗(yàn)時(shí)間 48h 　　該溶液的pH值為3.0～3.3。24h之后，應(yīng)該再添加5ml/LH2O2(30％)并用冰乙酸調(diào)節(jié)pH值，每次試驗(yàn)必須制備新溶液。 11　洛氏(Lockheed)試驗(yàn)(DIN 65472) 12　絲狀腐蝕試驗(yàn)(ISO 4623：1984) 13　加速耐候試驗(yàn)(見(jiàn)ISO 11341：1994) 發(fā)光強(qiáng)度：550W/�u(290～800nm) 黑色標(biāo)準(zhǔn)溫度：65℃ 專(zhuān)用紫外(UV)線(xiàn)濾光器　　一個(gè)試驗(yàn)周期包括18min潮濕狀態(tài)和102min干狀態(tài)，經(jīng)過(guò)1000h曝曬后，試樣用去離子水洗凈并按ISO 2813(入射角60°)檢測(cè)光澤保持率和按ISO 7724/3檢測(cè)顏色變化。 14　耐侯試驗(yàn)(見(jiàn)ISO 2810：1974) 　　按ISO 2810選擇佛羅里達(dá)海洋大氣腐蝕站進(jìn)行耐候試驗(yàn)(Florida,美國(guó)東南部佛羅里達(dá)州海洋大氣腐蝕站是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推薦的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)站)。試驗(yàn)必須在4月份開(kāi)始。每種顏色需要4塊試樣(3塊作耐候掛片、另1塊作參比樣板)，至少用2塊試樣(1)塊作掛征，另1塊作參比)。 15　聚合作用試驗(yàn)(只適用于液體涂層) 　　用脫脂棉球浸足溶液(經(jīng)技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)，由色漆或清漆制造廠(chǎng)提供)在待測(cè)樣品上在30秒之內(nèi)輕輕來(lái)回擦試30次。 16　抗砂漿試驗(yàn)　　砂漿由砂、石灰和水組成，在A(yíng)STM C207：1985中表示為N型，試驗(yàn)按ASTM D3260標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 17　抗沸水標(biāo)準(zhǔn)　　(1)沸水法：置于沸騰去離子或蒸餾水中2h，取出樣品冷卻到室溫。將18�o寬粘膠帶(Scotch610等)緊貼在樣品表面，膠帶和待試涂層之間不得留存空氣，1min后以45°角迅速拉開(kāi)膠帶。　　(2)壓力鍋法：此方法僅適用于粉末和電泳涂層。在內(nèi)徑約20mm的壓力鍋中注入去離子水25mm深，放入50mm試樣。蓋上壓力鍋并加熱到蒸氣從閥中逸出。配重的針形閥調(diào)節(jié)到鍋內(nèi)壓力為100±10KPa(1bar),按蒸氣從閥中第一次逸出那一刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，加熱1h，冷卻壓力鍋，取出樣品冷卻到室溫。將18mm寬粘膠帶貼在試樣表面，確保膠帶和涂層間無(wú)空氣。1min之后以45°角迅速拉開(kāi)膠帶。 18　冷凝水恒溫試驗(yàn)(見(jiàn) DIN 50017：1982) 　　1mm寬度間距劃格必須使劃痕達(dá)到基體金屬。 19　溶劑試驗(yàn)　　液體涂層建議的溶劑：甲基、乙基酮(MEK) 　　粉末涂層建議的溶劑：二甲苯　　在該溶劑試驗(yàn)中，脫脂棉球蘸取足量溶劑放在試樣上30s。　　以上歸納了19項(xiàng)國(guó)外用于建筑鋁型材有機(jī)聚合物涂層的性能檢測(cè)方法和相應(yīng)的國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)(個(gè)別采用美國(guó)ASTM和德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn))。我國(guó)當(dāng)前有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不全，1997年6月廣東省有色金屬加工委員會(huì)召集了“彩色鋁材涂層檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告研討會(huì)”，為制定相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)走出了重要的一步。　　鋁型材有機(jī)聚合物涂層性能檢測(cè)方法盡管達(dá)19項(xiàng)之多，但按性能類(lèi)別可以分成若干組。每一組性能檢測(cè)方法也可選擇使用，類(lèi)似建筑鋁型材陽(yáng)極氧化膜的性能檢測(cè)方法，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有25個(gè)以上，我國(guó)按實(shí)踐需要，提出膜厚、封孔質(zhì)量、耐蝕、耐磨、耐光、色差等6項(xiàng)，先后陸續(xù)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)17個(gè)，實(shí)際常用標(biāo)準(zhǔn)不到10個(gè)。反映鋁型材聚合物涂層耐蝕性的檢測(cè)方法有克氏試驗(yàn)、醋酸鹽霧試驗(yàn)、馬丘(Machu)試驗(yàn)，反映耐候性有洛氏(Lockheed)試驗(yàn)、絲狀腐蝕試驗(yàn)、加速耐候試驗(yàn)和耐候試驗(yàn)。而聚合作用試驗(yàn)和溶劑試驗(yàn)是針對(duì)涂層材料的聚合和固化程度的。作為驗(yàn)收和質(zhì)量評(píng)估的依據(jù)，我國(guó)應(yīng)當(dāng)參考國(guó)際和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)盡快制定我國(guó)的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在未有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)項(xiàng)目選擇使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以滿(mǎn)足最急需檢測(cè)項(xiàng)目的要求，使我國(guó)建筑鋁型材有機(jī)聚合物涂層的性能檢測(cè)和質(zhì)量控制有據(jù)可循。　　為查閱方便，將涂層性能檢測(cè)方法和相應(yīng)國(guó)際(ISO)標(biāo)準(zhǔn)匯總?cè)缦?部分方法和標(biāo)準(zhǔn)取自美國(guó)ASTM，英國(guó)BS和德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)，或文后參考文獻(xiàn))。性能 方法 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 1 厚度 渦流法 ISO2360 2 硬度 鉛筆法 ASTM D 3363 3 光澤 光澤計(jì) ISO2813 4 附著力 劃格法沸水附著力壓曲(杯突) 彎曲抗裂沖擊法 ISO2409 參考文獻(xiàn)2 ISO1520 ISO1915 ASTM D 2794 5 耐蝕 克氏法醋酸鹽霧洛氏法絲狀腐蝕馬丘法 ISO 3231 ISO 9227 DIN 65472 ISO 4623 參考文獻(xiàn)1 6 耐候 現(xiàn)場(chǎng)法加速法 ISO 2810 ISO 11341 7 耐磨 落砂 ASTM D 968 8 抗砂漿 ASTM C 207 ASTM D 3260 9 聚合使用，抗溶劑性 參考文獻(xiàn)1 參考文獻(xiàn):1.Qualicoat,8th Edition.Sep.1996 2.AAMA605/603.2.85