Анализ низкотемпературных характеристик сопротивления акриловых твердых поверхностей должен проводиться из трех измерений: структура материала, механический отклик и взаимодействие окружающей среды, а также всесторонняя оценка должна проводиться в сочетании с лабораторными тестами и фактическими сценариями применения. Следующий анализ проводится из трех аспектов: ключевые показатели эффективности, методы испытаний и механизмы отказа:

Во-первых, изменения в физических свойствах в низкотемпературных средах

Влияние температуры перехода стекла (TG)

ТГ акриловой смолы обычно составляет от 0 до 50 ℃. Когда температура окружающей среды ниже, чем ТГ, покрытие изменяется от высокоэластичного состояния в стеклянное состояние, а способность движения молекулярной цепи значительно снижается. Например, покрытие с TG из 10 ℃ может повысить свою гибкость более чем на 50% в среде -10 ℃, что приводит к снижению воздействия.

Низкотемпературное феномен охррения

Хрупкий перелом может возникнуть в покрытии в диапазоне от -30 до -50 ℃. С помощью теста воздействия на выемку можно наблюдать, что покрытие с пластичным переломом при комнатной температуре превращается в хрупкий перелом при низкой температуре, а поперечное сечение показывает зеркальную особенность, что указывает на то, что энергия распространения трещин значительно снижается.

Накопление стресса сокращения

Низкая температура приводит к сокращению объема покрытия. Если коэффициент термического расширения не соответствует субстрату, он может вызвать межфазное напряжение. Например, разница в скорости усадки между покрытием и металлическим субстратом может достигать 0,5% при -20 ℃, что приводит к снижению адгезии или растрескивания покрытия.

Во-вторых, метод тестирования для низкотемпературной производительности

Тест температуры охлаждения с низкой температурой

В соответствии со стандартом GB/T 5470-2008, образцы покрытия помещали в приспособление, охлаждаемое жидким азотом и охлаждали со скоростью 2 ℃/мин. Температура, при которой было записано покрытие. Температура охррения типичных акриловых покрытий составляет от -40 ℃ до -60 ℃. Ниже этой температуры покрытие подвержено катастрофическому повреждению.

Низкотемпературный тест изгиба

После хранения образца с покрытием при -20 ℃, -40 ℃ и -60 ℃ в течение 2 часов немедленно проведите тест на изгиб на 180 °. Соблюдайте, есть ли трещины или очистки на поверхности покрытия. Например, когда радиус изгиба составляет менее 5 мм при -40 ℃, покрытие может развиваться микротрещин на уровне 0,1 мм.

Низкотемпературный тест на адгезию

После поддержания при установленной температуре в течение 30 минут адгезия оценивалась методом сетки. Например, покрытие с классом адгезии 0 при комнатной температуре может упасть до 2 -го уровня при -30 ℃, что указывает на то, что низкая температура приводит к ослаблению межфазной связи.

Низкотемпературный велосипедный тест

Чтобы имитировать разницу температуры между днем ​​и ночью, образец покрытия подвергался 100 холодным и горячим циклам в диапазоне от -40 до 20 ℃, причем каждый цикл длился в течение 2 часов. Обратите внимание, показывает ли покрытие, пудру, пузырьковые или очистки, и оцените его долгосрочную погодную сопротивление.

В-третьих, механизмы отказа в низкотемпературных средах

Растрескивание, вызванное внутренним стрессом

Низкотемпературная усадка вызывает растягивающее напряжение в покрытии. Когда напряжение превышает прочность на растяжение покрытия, оно может запускать трещины, перпендикулярные поверхности. Например, покрытие с толщиной 100 мкм может производить радиальные трещины шириной 0,2 мм при -50 ℃.

Интерфейс, отстраненный

Если адгезия между покрытием и подложкой недостаточна, усадка с низким уровнем температуры может вызвать очистку интерфейса. С помощью SEM можно наблюдать, что поперечное сечение покрытия, обработанного при -30 ℃, показывает очевидное межслоевое разделение, а остаток на границе раздела уменьшается.

Разделение микрофазы усиливается

При низких температурах совместимость между мягкими и твердыми сегментами в акриловой смоле уменьшается, что может привести к разделению микрофазы. Например, сополимеры со значительными различиями в TG могут демонстрировать структуры разделения фаз на уровне 5-10 мкм при -20 ° C, что влияет на однородность покрытия.

В -четвертых, проверка фактических сценариев применения

Внешние стены зданий в чрезвычайно холодных регионах

В среде -40 ℃ необходимо проверить сопротивление покрытия циклам замораживания -оттаивания. Например, замочите образец с покрытием в воде и заморозите его на -40 ℃, затем перенесите его на 20 ℃ для плавления. Повторите это 50 раз и заметите, отслаивается ли покрытие.

Транспортное оборудование для холодной цепи

Для холодного хранения в диапазоне от -25 до -18 ℃ необходимо проверить коррозионную стойкость покрытия в условиях низкой температуры и высокой влажности. Например, после того, как покрытие поддерживается на -20 ℃ и 90%RH в течение 72 часов, на поверхности появляется белый мороз или ржавчина.

Покрытие полярного оборудования

В чрезвычайно холодных условиях -60 ℃ необходимо оценить воздействие покрытия. Например, был принят тест на удар с капюшоном. На покрытие было затронуто в -60 ℃ с энергией 1J, и было записано, произошли ли видимые трещины.

В -пятых, направление оптимизации производительности

Молекулярная структура дизайн

Внедрение гибких сегментов (таких как бутилакрилат) может уменьшить TG и повысить низкотемпературную выносливость. Например, сополимеризация этилакрилата с бутилакрилатом может снизить TG с 20 до -10 ℃, что значительно улучшит низкотемпературную производительность.

Регуляция плотности сшивания

Умеренное сшивание может повысить силу покрытия, но чрезмерное сшивание снизит его гибкость. Например, регулируя дозировку сшивающего агента, низкотемпературная температура охррения может быть снижена на 10 ℃ при сохранении твердости.

Модификация заполнителя

Добавление наноразмерных наполнителей (например, кремнезем) может ингибировать распространение трещин. Например, добавление 5% нано -заполнителей может увеличить удлинение при разрыве покрытия на 20% при -40 ℃.