钢塑转换防腐层老化性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.02.012

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (2): 76-81.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.02.012

钢塑转换防腐层老化性能研究

吴志峰(), 姜锐涛, 丁永跃, 潘新飞, 王志伟

上海乔治费歇尔亚大塑料管件制品有限公司，上海 201708

收稿日期:2022-07-08 出版日期:2024-02-26 发布日期:2024-02-03
作者简介:吴志峰(1973—)，男，高级工程师，从事聚乙烯管件设计研究和钢塑转换研究， wuzhifeng@chinaust.com

Aging performance of steel⁃plastic⁃transition coating

WU Zhifeng(), JIANG Ruitao, DING Yongyue, PAN Xinfei, WANG Zhiwei

Shanghai Georg Fischer Chinaust Plastics Fittings CO，LTD，Shanghai 201708，China

Received:2022-07-08 Online:2024-02-26 Published:2024-02-03

摘要/Abstract

摘要：

为了评估钢塑转换防腐层使用过程中的老化速率，通过室外暴晒和室内紫外加速老化测试的方法，分别对钢塑转换接头熔结环氧树脂涂层（FBE）和聚乙烯热收缩套层（3PE）基材进行了试验。测试内容包含钢塑转换接头FBE的色差、微观形态、附着力和3PE基材的拉伸强度、断裂伸长率、微观形态。结果表明，对于FBE室内紫外老化强于室外暴晒老化，基于色差测试的加速因子约为8.6~12.8倍，基于涂层产生孔洞和裂纹试验加速因子约为10.3~12.8倍。对于3PE基材，基于断裂伸长率的加速因子约为8.6倍，拉伸强度的加速因子关联性不明显。

关键词: 钢塑转换, 熔结环氧树脂涂层, 聚乙烯热收缩套层, 色差, 拉伸强度

Abstract:

This article focused on evaluation of the aging rate of the steel⁃plastic⁃transition coating during the use. The methods employed for this evaluation include outdoor exposure and indoor ultraviolet accelerated aging tests on the fusion⁃bonded epoxy （FBE） coating and three⁃layers polyethylene coating （3PE） of the steel⁃plastic⁃transition. The tests were carried out in terms of encompass color difference， microscopic morphology， the adhesion strength for the FBE coating， and the tensile strength， elongation at break， and microscopic morphology for the 3PE substrate. The results indicated that the indoor ultraviolet aging was more effective than outdoor exposure aging for the FBE coating. The acceleration factor based on color difference testing was approximately 8.6~12.8 times， while the acceleration factor based on the holes and cracks formation tests for the coating was between 10.3 and 12.8 times. Regarding the 3PE substrate， the acceleration factor based on elongation at break was about 8.6 times， and the correlation between the acceleration factor and tensile strength was not significant.

Key words: steel?plastic?transition, fusion bonded epoxy coating, three?layers polyethylene coating, chromatic aberration, tensile strength

中图分类号:

TQ320.7

吴志峰, 姜锐涛, 丁永跃, 潘新飞, 王志伟. 钢塑转换防腐层老化性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(2): 76-81.

WU Zhifeng, JIANG Ruitao, DING Yongyue, PAN Xinfei, WANG Zhiwei. Aging performance of steel⁃plastic⁃transition coating[J]. China Plastics, 2024, 38(2): 76-81.

图/表 14

图1 室外暴晒测试

Fig.1 Outdoor exposure test

图2 室内紫外老化测试

Fig.2 Indoor UV aging test

时间/d	色度			色度变化			色差
时间/d	L^*	a^*	b^*	∆L^*	∆a^*	∆b^*	△E
0	37.15	19.42	8.44	—	—	—	—
30	36.13	23.00	10.33	-1.02	3.58	1.89	4.17
60	35.97	23.89	10.55	-1.18	4.47	2.11	5.08
120	35.89	23.93	11.63	-1.26	4.51	3.19	5.67
180	35.34	24.10	12.27	-1.81	4.68	3.83	6.31
240	34.59	24.32	11.98	-2.56	4.90	3.54	6.56
300	35.22	24.15	12.91	-1.93	4.73	4.47	6.79
360	35.74	24.43	13.03	-1.41	5.01	4.59	6.94

表1 室外暴晒试验FBE涂层色差变化

Tab.1 Color difference of FBE coating in outdoor exposure test

时间/d	色度			色度变化			色差
时间/d	L^*	a^*	b^*	∆L^*	∆a^*	∆b^*	△E
0	37.15	19.42	8.45	—	—	—	—
7	35.72	19.52	11.47	-1.43	0.10	3.02	3.34
14	35.73	22.14	12.27	-1.42	2.72	3.82	4.90
21	35.85	20.90	14.31	-1.30	1.48	5.86	6.18
28	35.84	21.29	15.52	-1.31	1.87	7.07	7.43
35	35.76	17.90	16.22	-1.39	-1.52	7.77	8.04

表2 室内紫外老化试验后FBE涂层色差变化

Tab.2 Color difference of FBE coating after indoor UV aging test for different time

图3 测试后色差样条

Fig.3 Color difference splines after test

图4 室外暴晒测试样品的SEM照片

Fig.4 SEM images of outdoor exposure test sanples

图5 室内紫外老化测试

Fig.5 SEM images of the samples after indoor UV aging test for different time

时间/d	评级
0	1级
30	1级
60	1级
120	1级
180	1级
240	1级
300	1级
360	1级

表3 室外暴晒试验FBE涂层附着力变化

Tab.3 Adhesion changes of the FBE samples after outdoor exposure test for different time

时间/d	评级
0	1级
7	1级
14	1级
21	1级
28	1级
35	1级

表4 室内紫外老化试验后FBE涂层附着力变化

Tab.4 Adhesion changes of the FBE samples after indoor UV aging test for different time

图6 附着力测试样品照片

Fig.6 Images of the adhesion test samples

时间/ d	拉伸强度/ MPa	拉伸强度保留率/%	断裂伸长率/ %	断裂伸长率保留率/%
0	31.67	100	750.24	100
30	31.09	98	745.57	99
60	30.19	95	740.36	99
120	29.56	93	729.45	97
180	28.18	89	715.85	95
240	27.57	87	701.50	94
300	27.39	86	692.04	92
360	26.87	85	685.35	91
420	26.59	84	682.84	91
480	26.15	83	678.61	90
650	25.11	79	675.80	90

表5 3PE基材样条室外暴晒后的拉伸性能

Tab.5 Tensile properties of 3PE substrate spline after outdoor exposure for different time

时间/ d	拉伸强度/ MPa	拉伸强度保留率/%	断裂伸长率/ %	断裂伸长率保留率/%
0	31.67	100	750.24	100
7	31.31	99	741.14	99
14	31.12	98	727.89	99
21	30.95	98	717.29	97
28	30.85	97	711.10	95
35	30.73	97	706.83	94
42	30.70	97	699.66	92
49	30.64	97	695.03	90

表6 3PE基材样条紫外老化后的拉伸性能

Tab.6 Tensile properties of 3PE substrate spline after UV aging

图7 室外暴晒测试样品的SEM照片

Fig.7 SEM images of the test samples after outdoor exposure test for different time

图8 室内紫外老化测试样品的SEM照片

Fig.8 SEM images of the samples after indoor UV aging test for different time

参考文献 12

1	李茂东，史君林，黄国家，等. 美国塑料管道失效数据对我国塑料管道安全管理的启发［J］. 中国塑料，2018，32（3）：92-98.
	LI M D， SHI J L， HUANG G J， et al. Revelation of the american plastic pipe failure data to china plastic pipe safety management ［J］. China Plastics，2018，32（3）：92-98.
2	陈哲. 核电站环氧树脂涂层老化机理及寿命分析［D］. 上海：上海交通大学，2013.
3	许欣，孙飞龙，蒋荃. 建筑涂层加速腐蚀老化试验方法标准及适用性研究［J］. 涂料工业，2017，47（5）：51-56，62.
	XU X， SUN F L， Jiang Q. Standard and applicability of accelerated corrosion test methods for architectural coatings［J］. Paint & Coatings Industry，2017，47（5）：51-56，62.
4	胡建文，李晓刚，高瑾. 有机涂层室内加速实验的对比［J］. 北京科技大学学报，2009，31（3）：381-387.
	HU J W， LI X G， GAO J. Comparison of laboratory accelerated weathering tests for organic coatings ［J］. Journal of University of Science and Technology Beijing，2009，31（3）：381-387.
5	张舒宁，彭莉，刘洁，等. 免喷涂聚丙烯材料自然暴晒与人工加速老化的相关性及其老化因素研究［J］. 中国塑料，2017，31（11）：119-124.
	ZHANG S N， PENG L， LIU J， et al. Study on correlation of natural exposure and artificial accelerated aging for spray-free polypropylene material and its weathering factors ［J］. China Plastics，2017，31（11）：119-124.
6	雷振凯张熙王磊卡米尔·帕拉提朱兴成. 非复用型单翼迷宫式滴灌带人工紫外老化和热老化性能研究［J］. 中国塑料， 2023， 37（6）： 37-42.
	LEI Z K， ZHANG X， WANG L， et al. Study on artificial UV aging and thermal aging performance of non-reusable drip tape with labyrinth on one side ［J］.China Plastics， 2023， 37（6）： 37-42.
7	樊鹏鹏高丽彦刘小林杨其刘钰馨. PP及PP/EPDM共混物室内外老化行为的研究［J］. 中国塑料， 2010， 24（4）： 21-26 .
	FANG P P， GAO L Y， LIU X L， et al. Study on indoor and outdoor aging behavior of pp and pp/epdm blends［J］. China Plastics， 2010， 24（4）： 21-26.
8	吕晓雷，倪忠斌，薛花娟，等. 桥梁缆索PE护套的抗紫外老化性能研究［J］. 中国塑料， 2009， 23（6）： 60-64 .
	LU X L， NI Z B， XUE H Jet al. UV-aging resistance of polyethylene jackets in bridge cables［J］. China Plastics， 2009， 23（6）： 60-64 .
9	王晶晶，董士刚，叶美琪，等. 环氧涂层室外暴晒和室内加速老化试验相关性研究［J］. 表面技术，2006，35（1）：36-39.
	WANG J J， DONG S G， YE M Q，et al. Correlation between outdoor-exposure and indoor-accelerated ageing test for epoxy coating［J］. Surface Technology，2006，35（1）：36-39.
10	杨守生，王学宝，陈振邦，等. PMS室外膨胀型钢结构防火涂料老化与使用寿命预测研究［J］. 武警学院学报，2018，34（12）：5-9.
11	丁芳. 塑料自然老化与人工加速老化相关性研究［J］. 商品与质量（学术观察），2012（9）：349-349，314.
	YANG S S， WANG X B， CHEN Z B， et al. Study on aging and service life prediction of PMS outdoor
	intumescent steel structure fire retardant coating［J］. Journal of the Armed Police Academy，2018，34（12）：5-9.
12	买买提江·依米提，塞娜瓦尔·阿布拉，张胜军，等. 滴灌带紫外光人工加速老化实验方法的研究［J］. 中国塑料，2013，27（12）：89-93.
	YIMIT M， ABLA S， ZHANG S J，et al. .Research on experimental methods of UV artificial accelerated photoaging of drip irrigation tape［J］.China Plastics， 2013， 27（12）：89-93

[1]	张莉彦王朔李长金李好义杨卫民张杨. 熔体微分静电纺聚乳酸超细纤维膜热压增强工艺及性能研究[J]. , 2023, 37(5): 76-82.
[2]	姜锐涛, 吴志峰, 王志伟. 钢塑转换连接结构的研究[J]. 中国塑料, 2021, 35(5): 86-91.
[3]	袁知焕, 匡唐清, 赖家美, 柳和生, 徐盼. 工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混物水辅助共注塑管件壁厚及性能的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 77-83.
[4]	马昱吉, 方梅, 李贵勋, 黄明, 刘春太, 张娜. 汽车前挡玻璃夹层PVB膜厚度及含水率对性能的影响[J]. 中国塑料, 2020, 34(12): 25-28.
[5]	彭金刚, 朱瑞霞, 范英奎, 孙宝正, 程亮. 曲率对PE管材环向拉伸强度的影响[J]. 中国塑料, 2020, 34(10): 37-43.
[6]	范英奎朱瑞霞彭金刚孙宝正蔡耀东程亮. PVC-UH管材壁厚对环向拉伸强度的影响[J]. 中国塑料, 2019, 33(8): 38-43.
[7]	匡唐清, 钟罗浩, 徐盼, 冯强, 潘俊宇, 柳和生. PP/PA6共混比例对其水辅助注塑管件性能及微观形态的影响[J]. 中国塑料, 2019, 33(12): 50-57.
[8]	周钱华, 沈海军. 混合稀释剂配比对热致相分离法聚偏氟乙烯中空纤维膜的影响[J]. 中国塑料, 2017, 31(07): 87-94 .
[9]	欧亚明, 刘澄, 高吉成. 搅拌摩擦加工制备MWCNTs增强PE-HD的结构与性能研究[J]. 中国塑料, 2017, 31(05): 31-35 .
[10]	董金虎, 贺志荣, 魏兴玲, 王艳茹, 刘玉侠, 张营堂, 雷超. 脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2014, 28(11): 73-77 .
[11]	阳范文陈晓明朱继翔彭晔田秀梅. 黑色母料对阻燃聚丙烯熔接痕拉伸强度的影响[J]. 中国塑料, 2013, 27(05): 65-68 .
[12]	刘山生袁威. 高回弹聚氨酯泡沫塑料拉伸强度的实验室整体测量不确定度评定[J]. 中国塑料, 2012, 26(08): 97-100 .
[13]	孙赫郐羽牟洋张会轩. 耐油性PA6/NBR共混物的制备与性能研究[J]. 中国塑料, 2011, 25(04): 46-49 .
[14]	刘继延刘学清张远方甘燕梅. 环氧树脂/稻壳SiO₂纳米复合材料的热性能及拉伸性能研究[J]. 中国塑料, 2010, 24(01): 38-42 .
[15]	杨智韬, 高军, 瞿金平. 振动力场对注射制品取向结构影响研究[J]. 中国塑料, 2009, 23(01): 77-81 .

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