鹽霧腐蝕試驗的原理以及影響因素

金屬暴露在自然環(huán)境中，極易受到環(huán)境的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕破壞。涂裝的目的除了裝飾作用以外，更多的是關注其防護作用。一個涂層體系防護性能的好壞，必須提前得到數(shù)據(jù)，耐鹽霧試驗正是基于此的人工加速模擬試驗。

金屬鹽霧腐蝕原理

金屬材料在鹽霧環(huán)境中的腐蝕，主要是導電的鹽溶液滲入金屬內(nèi)部發(fā)生電化學反應，形成“低電位金屬-電解質(zhì)溶液-高電位雜質(zhì)”微電池系統(tǒng)，發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，作為陽極的金屬出現(xiàn)溶解，形成新的化合物即腐蝕物。影響腐蝕的主要有水、氧氣、離子。

鹽霧腐蝕破壞過程中起主要作用的是氯離子，它具有很強的穿透本領，容易穿透金屬氧化層進入金屬內(nèi)部，破壞金屬的鈍態(tài);同時，氯離子具有很小的水合能，容易被吸附在金屬表面，取代保護金屬的氧化層中的氧，把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物，使金屬受到破壞。

而涂層是一層高聚物膜，使得離子并不容易穿透，這正是涂層防腐蝕的關鍵所在。

鹽霧試驗

鹽霧試驗是一種主要利用鹽霧試驗設備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產(chǎn)品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗。

它與天然環(huán)境相比，其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度，可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍，使腐蝕速度大大提高，對產(chǎn)品進行鹽霧試驗，得出結果的時間也大大縮短。當然，天然環(huán)境極為復雜，人工加速模擬試驗仍然與天然環(huán)境不同，因此也不能完全代替或者換算。

主要有以下種類：中性鹽霧試驗(NSS)，醋酸鹽霧試驗 (ASS)，銅鹽醋酸加速鹽霧試驗(CASS)，交變鹽霧試驗;其中中性鹽霧試驗最常用。

鹽霧試驗標準對鹽霧試驗條件，如溫度、濕度、氯化鈉溶液濃度、PH值、鹽霧時間、貯存時間、試驗周期，集霧量等都有明確的規(guī)定，另外還對鹽霧試驗箱性能提出技術要求。

各種鹽霧試驗參數(shù)的區(qū)別：

交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗，它實際上是中性鹽霧試驗加恒定濕熱試驗，主要用于空腔型的整機產(chǎn)品。試驗參數(shù)與中性鹽霧試驗(NSS)相同。

鹽霧試驗的影響因素

除了標準試驗規(guī)定的諸如試驗溫濕度、溶液濃度、樣品放置角度、pH值、鹽霧沉降量和噴霧方式等以外，仍有很多方面對鹽霧試驗的結果會產(chǎn)生顯著影響：

1、成膜樹脂：

不同的成膜樹脂本身擁有不同的性能表現(xiàn)，不同的類型的成膜體系性能差異更加巨大。主要表現(xiàn)在一下性能差異：

1)耐水性：鹽霧試驗環(huán)境本身濕度極高，試板接近于浸泡狀態(tài)，如耐水不好，則鹽溶液迅速滲透，涂膜的保護作用則極大減弱。

2)耐堿性：鋼鐵產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物呈堿性。

3)交聯(lián)密度：這與涂料種類、配比比例(雙組份或多組分)、干燥類型與干燥時間等都有一定的關系。交聯(lián)密度越高，涂膜對水、氧氣、離子的屏蔽作用越強，防護性能也就越好。

4)附著力：附著力越好，涂層對基材的貼合越緊密，也更難以鼓泡、脫落等。

2、配方結構：

1)防銹顏料：一種是片狀結構，增加腐蝕介質(zhì)的滲透路徑從而起到延緩效果，一種是依靠化學反應改變表面的性質(zhì)或反應生成物的特性來達到防銹目的。

2)顏基比：雖然加入某些顏料對耐鹽霧有一定的幫助，但也要有一定的限度，為兼顧其它性能還有其它粉料加入。當涂料的顏基比過高，涂膜致密性下降，耐水、柔韌性、附著力等都會發(fā)生相應的變化，從而影響涂膜的耐鹽霧性能。

3)附著力促進劑：配方中加入適量的附著力促進劑能夠有效提升漆膜對底材的抓合，防止起泡和脫落。另外，一些交聯(lián)型附著力促進劑能夠提供一定的交聯(lián)點，提升交聯(lián)密度，從而提升耐鹽霧性。

4)消泡劑：當漆液消泡效果不良時，漆膜中的微泡則大大縮短腐蝕介質(zhì)的滲透路徑，從而加劇腐蝕。

3、施工工藝

1)漆膜厚度：鹽霧腐蝕的過程是通過對涂膜的滲透過程，涂膜越厚，滲透越不易發(fā)生，也就有更好的耐鹽霧性。

2)底材的類型：不同的底材與涂層的配套性有一定的差異，本身的防腐蝕性能也不同。

3)底材的處理：底材的處理包括打磨與否、清潔與否。顯然，打磨清潔的底材對于基材的防護更為有利。

4)薄涂多道：同樣的漆膜厚度條件下，薄涂多道比單道涂層更有利。

5)涂膜養(yǎng)護：足夠的干燥時間(包括覆涂間隔)，良好的養(yǎng)護環(huán)境，也更有利于耐鹽霧性能展現(xiàn)。

另外，樣板的封邊、劃線以及評定方法也都會不同程度的影響耐鹽霧等級的評價。

試驗結果的評定

從鹽霧試驗的影響因素來看，不全面限定其他因素影響而強調(diào)樹脂或漆液的耐鹽霧時間是不合理的。因為耐鹽霧時間能受很多性能的影響，如上面提到的配方、基材、配套工藝等。

然而，在實驗條件固定的情況下，由于實驗習慣、主觀因素等也會產(chǎn)生不同的結果。

耐鹽霧實驗結果的評價可以參照《GB/T 1766-2008 色漆和清漆涂層老化的評級方法》或《ISO 4628-1~5 色漆和清漆涂層老化的評價缺陷的數(shù)量和大小以及外觀均勻變化程度的標識》主要從以下幾個方面來評判：

1、生銹

生銹的評價可分為兩種情況：劃線與不劃線的。

不劃線的情況下，一般的合格標準為“不生銹(Ri0)”;劃線的情況下，一般要求單向腐蝕蔓延不超過1mm或2mm。

2、起泡

起泡是一些水性涂料在耐鹽霧試驗中經(jīng)常會出現(xiàn)的現(xiàn)象，通常是耐水性差或附著力不好的涂料發(fā)生概率更高。

一般情況下，以“不起泡”為合格標準。

3、剝落

漆膜剝落是一種較為嚴重的漆膜破壞了，測試時間內(nèi)出現(xiàn)漆膜剝落的情況下，耐鹽霧試驗肯定是不能通過的。

另外，漆膜在試驗中可能還會出現(xiàn)包括失光、變色、附著力降低等不同類型和程度的漆膜的變化，在有不同的應用要求時，也要予以關注。