建筑鋁型材有機聚合物涂層的性能和檢測

摘　要：本文介紹了鋁型材有機聚合物涂層的性能要求、檢測方法和相應(yīng)的國際或國外標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：建筑鋁材　涂層　檢測標(biāo)準(zhǔn)　　建筑用鋁合金型材的表面保護(hù)層除陽極氧化膜之外，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�，F(xiàn)有鋁型材陽極氧化膜檢測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)測和反映膜下腐蝕，因此應(yīng)該建立鋁型材聚合物涂層的專用檢測方法及相應(yīng)驗收標(biāo)準(zhǔn)。由于目前我國有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)尚很不齊全，本文根據(jù)歐洲Qualicoat技術(shù)委員會的“建筑用鋁的色漆、清漆和粉末涂層質(zhì)量規(guī)范”和美國建筑鋁制造業(yè)協(xié)會AAMA的“建筑用鋁型材和板材高性能有機涂層的技術(shù)規(guī)范”，介紹了建筑用鋁材的性能要求、檢測方法和相應(yīng)的國際國外標(biāo)準(zhǔn)，供參考采用。 1　涂層厚度(ISO 2360：1982) 　　渦流法測厚：待測樣品必須不少于5個測量點(約1cm2)，每點重復(fù)測定3～5次，每點的測量平均值應(yīng)在報告中記錄。 2　光澤度(見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測量，則可用目測法與一參照樣品(在相同觀察角下)進(jìn)行對比。 3　涂層附著力(見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，切割間距是1�o；厚度在60～120μm時，間距為2mm；涂層更厚則選用間距3mm。 4　壓痕硬度(見ISO 2815：1973) 5　壓凹試驗(見ISO 1520：1995)也稱杯突試驗�！　〕�2類粉末之外所有其它粉末體系均可按ISO 1520：1995 2類粉末，然后按以下規(guī)定進(jìn)行粘膠帶拉開附著力試驗�！　∮肧cotch 610、Permace l99或其它等效粘膠帶貼在機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分鐘之后垂直拉開粘膠帶。 6　彎曲抗開裂(見ISO 1915：1995) 　　操作程度同壓凹試驗 7　沖擊試驗(只用于粉末涂層) 　　本試驗須在無涂層一側(cè)進(jìn)行，而結(jié)果在涂層一側(cè)評估�！　�(1)1類粉末(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類粉末：ASTM D2794：1969用2.5N·m。然后按壓凹試驗相同的程度作序作粘膠帶拉開附著力試驗。 8　克氏(Kesternich)試驗(見ISO 3231：1993，0.2LSO224次循環(huán)。) 9　醋酸鹽霧試驗(見ISO 9227：1990) 　　以1�o寬度交叉切割穿過涂層直至金屬基體，試驗須在3塊擠壓材上進(jìn)行1000h。 10　馬丘(Machu)試驗(只用于型材的加速腐蝕試驗)�！　≡跇悠方�入試驗溶液之前，型材表面應(yīng)該用合適的刻刀將涂層刻割到基體材料�！　●R丘(Machu)試驗溶液如下： NaCl: 50g/L CH3COOH(冰乙酸) 10g/L H2O2(30％) 5ml/L 試驗溫度 37℃ 試驗時間 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，每次試驗必須制備新溶液。 11　洛氏(Lockheed)試驗(DIN 65472) 12　絲狀腐蝕試驗(ISO 4623：1984) 13　加速耐候試驗(見ISO 11341：1994) 發(fā)光強度：550W/�u(290～800nm) 黑色標(biāo)準(zhǔn)溫度：65℃ 專用紫外(UV)線濾光器　　一個試驗周期包括18min潮濕狀態(tài)和102min干狀態(tài)，經(jīng)過1000h曝曬后，試樣用去離子水洗凈并按ISO 2813(入射角60°)檢測光澤保持率和按ISO 7724/3檢測顏色變化。 14　耐侯試驗(見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(Florida,美國東南部佛羅里達(dá)州海洋大氣腐蝕站是國際標(biāo)準(zhǔn)推薦的標(biāo)準(zhǔn)試驗站)。試驗必須在4月份開始。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(只適用于液體涂層) 　　用脫脂棉球浸足溶液(經(jīng)技術(shù)委員會批準(zhǔn)，由色漆或清漆制造廠提供)在待測樣品上在30秒之內(nèi)輕輕來回擦試30次。 16　抗砂漿試驗　　砂漿由砂、石灰和水組成，在ASTM C207：1985中表示為N型，試驗按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始計時，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空氣。1min之后以45°角迅速拉開膠帶。 18　冷凝水恒溫試驗(見 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　　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　　在該溶劑試驗中，脫脂棉球蘸取足量溶劑放在試樣上30s�！　∫陨蠚w納了19項國外用于建筑鋁型材有機聚合物涂層的性能檢測方法和相應(yīng)的國際ISO標(biāo)準(zhǔn)(個別采用美國ASTM和德國DIN標(biāo)準(zhǔn))。我國當(dāng)前有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)不全，1997年6月廣東省有色金屬加工委員會召集了“彩色鋁材涂層檢測與標(biāo)準(zhǔn)報告研討會”，為制定相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)走出了重要的一步�！　′X型材有機聚合物涂層性能檢測方法盡管達(dá)19項之多，但按性能類別可以分成若干組。每一組性能檢測方法也可選擇使用，類似建筑鋁型材陽極氧化膜的性能檢測方法，國際標(biāo)準(zhǔn)有25個以上，我國按實踐需要，提出膜厚、封孔質(zhì)量、耐蝕、耐磨、耐光、色差等6項，先后陸續(xù)制定了國家標(biāo)準(zhǔn)17個，實際常用標(biāo)準(zhǔn)不到10個。反映鋁型材聚合物涂層耐蝕性的檢測方法有克氏試驗、醋酸鹽霧試驗、馬丘(Machu)試驗，反映耐候性有洛氏(Lockheed)試驗、絲狀腐蝕試驗、加速耐候試驗和耐候試驗。而聚合作用試驗和溶劑試驗是針對涂層材料的聚合和固化程度的。作為驗收和質(zhì)量評估的依據(jù)，我國應(yīng)當(dāng)參考國際和國外標(biāo)準(zhǔn)盡快制定我國的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在未有國家標(biāo)準(zhǔn)的檢測項目選擇使用國際標(biāo)準(zhǔn)，以滿足最急需檢測項目的要求，使我國建筑鋁型材有機聚合物涂層的性能檢測和質(zhì)量控制有據(jù)可循。　　為查閱方便，將涂層性能檢測方法和相應(yīng)國際(ISO)標(biāo)準(zhǔn)匯總?cè)缦?部分方法和標(biāo)準(zhǔn)取自美國ASTM，英國BS和德國DIN標(biāo)準(zhǔn)，或文后參考文獻(xiàn))。性能 方法 標(biāo)準(zhǔn)號 1 厚度 渦流法 ISO2360 2 硬度 鉛筆法 ASTM D 3363 3 光澤 光澤計 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