Die Analyse der Leistung mit niedriger Temperaturwiderstand von Acryl-festen Oberflächen sollte aus drei Abmessungen durchgeführt werden: Materialstruktur, mechanische Reaktion und Umweltwechselwirkung und eine umfassende Bewertung sollte in Kombination mit Labortests und tatsächlichen Anwendungsszenarien durchgeführt werden. Die folgende Analyse erfolgt aus drei Aspekten: wichtige Leistungsindikatoren, Testmethoden und Ausfallmechanismen:
Erstens Änderungen der physikalischen Eigenschaften in Umgebungen mit niedriger Temperatur
Der Einfluss der Glasübergangstemperatur (TG)
Das TG von Acrylharz liegt normalerweise zwischen 0 ℃ und 50 ℃. Wenn die Umgebungstemperatur niedriger als TG ist, ändert sich die Beschichtung von einem hoch elastischen Zustand zu einem glasigen Zustand, und die Fähigkeit zur Bewegungsbewegung der molekularen Ketten nimmt signifikant ab. Beispielsweise kann eine Beschichtung mit einer TG von 10 ° C in einer Umgebung von -10 ° C um mehr als 50% verringert werden, was zu einem Rückgang der Schlagfestigkeit führt.
Niedertemperatur-Verspringer Phänomen
Eine spröde Fraktur kann in der Beschichtung im Bereich von -30 ℃ bis -50 ℃ auftreten. Es kann durch den Notch-Impact-Test beobachtet werden, dass die Beschichtung mit duktiler Fraktur bei Raumtemperatur bei niedriger Temperatur in spröde Fraktur verwandelt, und der Querschnitt zeigt ein spiegelartiges Merkmal, was darauf hinweist, dass die Rissausbreitergie signifikant verringert ist.
Ansammlung von Kontraktionsstress
Niedrige Temperatur führt dazu, dass das Volumen der Beschichtung schrumpfen. Wenn der thermische Expansionskoeffizient nicht dem des Substrats übereinstimmt, kann er Grenzflächenspannung auslösen. Beispielsweise kann die Schrumpfungsrate -Differenz zwischen der Beschichtung und dem Metallsubstrat bei -20 ℃ 0,5% erreichen, was zu einer Abnahme der Adhäsions- oder Beschichtungsrisse führt.
Zweitens die Testmethode für die Leistung mit niedriger Temperatur
Temperaturentest mit niedriger Temperatur
In Übereinstimmung mit dem GB/T 5470-2008-Standard wurden die Beschichtungsproben in die mit flüssigen Stickstoff abgekühlte Messelung gelegt und mit einer Geschwindigkeit von 2 ℃/min abgekühlt. Die Temperatur, bei der die Beschichtung brach, wurde aufgezeichnet. Die Verspritzungstemperatur typischer Acrylbeschichtungen liegt zwischen -40 ℃ und -60 ℃. Unter dieser Temperatur ist die Beschichtung anfällig für katastrophale Schäden.
Biegertest mit niedrigem Temperatur
Nach 2 Stunden bei -20 ℃, -40 ℃ und -60 ℃ haben Sie die beschichtete Probe bei -20 ° C, -40 ℃ und -60 ℃ sofort durch, indem Sie sofort einen 180 ° -Biegetest durchführen. Beachten Sie, ob Risse oder Schälen auf der Oberfläche der Beschichtung vorhanden sind. Wenn der Biegeradius beispielsweise bei -40 ℃ weniger als 5 mm beträgt, kann die Beschichtung auf 0,1 mm auf Mikrorissen entwickeln.
Niedertemperatur-Adhäsionstest
Nach 30 Minuten bei der festgelegten Temperatur wurde die Haftung nach der Netzmethode bewertet. Beispielsweise kann eine Beschichtung mit Adhäsionsqualität 0 bei Raumtemperatur bei -30 ℃ auf Grad 2 sinken, was darauf hinweist, dass niedrige Temperaturen zur Schwächung der Grenzflächenbindungskraft führt.
Tieftemperatur-Radsporttest
Um den Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht zu simulieren, wurde die Beschichtungsprobe 100 kalten und heißen Zyklen im Bereich von -40 ℃ bis 20 ° C ausgesetzt, wobei jeder Zyklus 2 Stunden dauerte. Beobachten Sie, ob die Beschichtung pudert, sprudelt oder schält, und bewerten Sie ihre langfristige Wetterresistenz.
Drittens Versagensmechanismen in niedrigen Temperaturumgebungen
Risse durch innere Stress verursacht
Schrumpfung mit niedriger Temperatur führt zu Zugspannungen innerhalb der Beschichtung. Wenn die Spannung die Zugfestigkeit der Beschichtung überschreitet, kann sie Risse senkrecht zur Oberfläche auslösen. Beispielsweise kann eine Beschichtung mit einer Dicke von 100 μm radiale Risse von 0,2 mm breit bei -50 ℃ erzeugen.
Schnittstellendebonding
Wenn die Haftung zwischen der Beschichtung und dem Substrat unzureichend ist, kann eine Schrumpfung mit niedriger Temperatur zu Grenzflächenschälern führen. Es kann durch SEM beobachtet werden, dass der Querschnitt der bei -30 ℃ behandelten Beschichtung eine offensichtliche Zwischenschicht -Trennung zeigt und der Rückstand an der Grenzfläche verringert wird.
Die Mikrophase -Trennung intensiviert
Bei niedrigen Temperaturen nimmt die Kompatibilität zwischen den weichen und den harten Segmenten in Acrylharz ab, was zu einer Mikrofastrennung führen kann. Beispielsweise können Copolymere mit signifikanten Unterschieden in der TG Phasentrennstrukturen bei 5-10 & mgr; m bei -20 ° C aufweisen, was die Gleichmäßigkeit der Beschichtung beeinflusst.
Viertens die Überprüfung der tatsächlichen Anwendungsszenarien
Die Außenwände von Gebäuden in extrem kalten Regionen
In einer Umgebung von -40 ° C muss der Widerstand der Beschichtung gegen Gefrierzyklen überprüft werden. Einweichen Sie beispielsweise die beschichtete Probe in Wasser und frieren Sie sie bei -40 ° C ein und übertragen Sie sie dann zum Schmelzen auf 20 ℃. Wiederholen Sie dies 50 Mal und beobachten Sie, ob sich die Beschichtung abhebt.
Kaltkette Transportausrüstung
Für Kühlspeicherumgebungen von -25 ℃ bis -18 ℃ ist es erforderlich, die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung unter Bedingungen mit niedriger Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit zu testen. Zum Beispiel, nachdem die Beschichtung 72 Stunden lang bei -20 ° C und 90%relatisiert wurde, ob weißer Frost oder Rost auf der Oberfläche erscheint.
Überschichtung der polaren Ausrüstung
Unter extrem kalten Bedingungen von -60 ° C muss die Aufprallfestigkeit der Beschichtung bewertet werden. Zum Beispiel wurde ein Drop Hammer -Impact -Test durchgeführt. Die Beschichtung wurde bei -60 ℃ mit einer Energie von 1J betroffen, und es wurde aufgezeichnet, ob sichtbare Risse auftraten.
Fünftens, Leistungsoptimierungsrichtung
Molekularstrukturdesign
Die Einführung flexibler Segmente (wie Butylacrylat) kann die TG reduzieren und die Zähigkeit mit niedriger Temperatur verbessern. Beispielsweise kann das Copolymerisation Ethylacrylat mit Butylacrylat den TG von 20 ℃ auf -10 ° C reduzieren und die Leistung mit niedriger Temperatur erheblich verbessern.
Vernetzungsdichteregulierung
Eine mäßige Vernetzung kann die Stärke der Beschichtung verbessern, aber eine übermäßige Vernetzung verringert die Flexibilität. Durch die Anpassung der Dosierung des Vernetzungsmittels kann beispielsweise die Temperatur mit niedriger Temperatur um 10 ° C reduziert werden und gleichzeitig die Härte aufrechterhalten werden.
Füllstoffänderung
Das Hinzufügen nanoskaliger Füllstoffe (z. B. Fumed Silica) kann die Rissausbreitung hemmen. Zum Beispiel kann das Hinzufügen von 5% Nano -Fillern die Dehnung bei der Bruch der Beschichtung um 20% bei -40 ℃ erhöhen.
