La prueba de rendimiento de resistencia de alta temperatura de las superficies sólidas acrílicas requiere el diseño de un esquema de evaluación multidimensional en combinación con las propiedades del material y los escenarios de aplicación reales. En las pruebas de rendimiento básicas, el contenido sólido es uno de los indicadores clave. Por lo general, la proporción de sustancias no volátiles en el recubrimiento está determinada por el método de secado del horno o el método centrífugo. Este parámetro afecta directamente la densidad y la estabilidad térmica del recubrimiento. Por ejemplo, después de secarse en un horno de temperatura constante a 105 ℃ ± 2 ℃ durante 2 horas y sopesar la masa residual, se puede calcular el contenido sólido y la tendencia de contracción del volumen del recubrimiento a altas temperaturas se puede determinar preliminarmente.
Las pruebas de dureza pueden reflejar los cambios en las propiedades mecánicas de los recubrimientos en entornos de alta temperatura. Los probadores de dureza de lápiz y los probadores de dureza de Rockwell son herramientas de uso común. Durante la prueba, la muestra debe colocarse en un horno de temperatura ajustable, mantenerse a la temperatura objetivo durante 30 minutos y luego retirarse rápidamente. La medición de dureza debe completarse dentro de los 5 segundos. Por ejemplo, realizando pruebas de paso a tres puntos de temperatura de 80 ℃, 120 ℃ y 150 ℃, y registrando los cambios en la profundidad de los rasguños en la superficie de recubrimiento, se puede cuantificar la influencia de alta temperatura en la resistencia a los rasguños del recubrimiento.
La prueba de adhesión térmica evalúa la adhesión a alta temperatura del recubrimiento simulando las condiciones de trabajo reales. Después de que la muestra de recubrimiento se secó en un entorno estándar, se realizó una prueba de aumento de temperatura a una presión de 5BAR y un tiempo de contacto de 1 segundo. La temperatura aumentó gradualmente de 100 ° C a 240 ° C en pasos de 10 ° C. Observe el estado de descamación del recubrimiento después del calentamiento. Los criterios de clasificación incluyen autocuidado, ligera adhesión y pelado que requieren fuerza externa, etc. Esta prueba puede reflejar directamente los cambios en la resistencia de unión interfacial del recubrimiento a altas temperaturas.
La prueba de adhesión debe combinarse con el método de la cuadrícula y la prueba de impacto. El método de la cuadrícula utiliza un cuchillo de corte de 6 borde para formar una cuadrícula de 1 mm × 1 mm en la superficie de recubrimiento, y la adhesión entre el recubrimiento y el sustrato se juzga a través de una prueba de cáscara de cinta de 3 m. Para la prueba de impacto, un martillo pesado de 500 g se cayó libremente de diferentes alturas para afectar el recubrimiento, y se registró la altura crítica del agrietamiento del recubrimiento. Ambas pruebas deben llevarse a cabo inmediatamente después de mantenerse a la temperatura establecida durante 30 minutos para evaluar el impacto de la alta temperatura en la resistencia de cohesión del recubrimiento.
Las pruebas de resistencia química pueden verificar la resistencia a la corrosión a altas temperaturas. Las muestras de recubrimiento se sumergieron en una solución de NaOH al 5%, una solución de H₂SO₄ al 10%y un sudor artificial, y se mantuvieron en un baño de agua de temperatura constante a 60 ℃ durante 72 horas para observar el burbujeo, la decoloración y el pelado del recubrimiento. Esta prueba puede simular la erosión química en un entorno de alta temperatura y alta humedad y evaluar la eficacia protectora del recubrimiento en condiciones de trabajo complejas.
El análisis de microestructura requiere la ayuda de un microscopio electrónico de barrido. La sección transversal del recubrimiento después del tratamiento con alta temperatura se sometió a un tratamiento de pulverización de oro, y se observó la porosidad, la morfología de las grietas y las condiciones de unión de interfaz a 1000 a 5000 veces. Por ejemplo, el recubrimiento tratado a 120 ℃ puede tener microcracks al nivel de 0.5-2 μm, mientras que el fenómeno de delaminación entre capas se puede observar después del tratamiento a 150 ℃. Estos defectos microscópicos afectan directamente la estabilidad térmica a largo plazo del recubrimiento.
El análisis termomecánico dinámico puede cuantificar la variación del módulo de recubrimiento. El equipo DMA se usó para calentar a una velocidad de 3 ℃/min dentro del rango de -50 ℃ a 200 ℃, y se registraron las curvas del módulo de almacenamiento de energía y el módulo de pérdida. El módulo de almacenamiento de energía de los recubrimientos acrílicos típicos disminuye en un 30% -50% a 80 ℃, y una transición de vidrio puede ocurrir a 120 ℃. Estos datos proporcionan una base teórica para el límite superior de la temperatura de funcionamiento del recubrimiento.
El análisis termogravimétrico puede determinar la temperatura de descomposición térmica del recubrimiento. La temperatura se elevó de 10 ℃/min a 600 ℃ en una atmósfera de nitrógeno, y se registró la curva de pérdida de masa. Los recubrimientos acrílicos ordinarios comienzan a descomponerse significativamente a 250 ℃, mientras que los recubrimientos de resina modificados pueden aumentar la temperatura de descomposición a más de 300 ℃. Este indicador está directamente relacionado con la durabilidad de alta temperatura del recubrimiento.
La verificación práctica de la aplicación debe combinarse con escenarios específicos. Por ejemplo, en la prueba de recubrimiento del compartimento automotriz del motor, es necesario simular 100 ciclos fríos y calientes de -40 ℃ a 150 ℃ para observar los cambios en el brillo del recubrimiento. En la prueba de recubrimiento de la pared exterior de los edificios, se requiere una prueba combinada de hornear a alta temperatura de 500 horas de luz ultravioleta +80 ℃ para evaluar el grado de polvo de recubrimiento. Estas pruebas pueden verificar el grado de coincidencia entre los datos de laboratorio y las condiciones de trabajo reales.
El informe de prueba debe incluir los datos originales, los registros de imágenes y el análisis de fallas. Por ejemplo, después de ser tratado a 120 ℃, la dureza del lápiz de un determinado recubrimiento disminuyó de 3H a 2H, la adhesión por el método de la cuadrícula cayó de grado 0 a grado 2, y el SEM mostró microcracks de 0.8 μm. Estos datos deben evaluarse de manera exhaustiva en combinación con los escenarios de aplicación. Para escenarios de aplicación con requisitos estrictos, se recomienda aumentar el número de pruebas de ciclo térmico o elevar el gradiente de temperatura de prueba.
