环氧树脂耐腐蚀性测试

环氧树脂耐腐蚀性测试是评估其在特定腐蚀介质中性能稳定性的核心手段，通过模拟实际工况下的化学侵蚀、温度变化及机械应力等复合条件，检测材料质量损失率、表面形貌变化及电化学参数，为化工设备、海洋工程等领域的防腐选材提供科学依据。该测试涵盖浸泡试验、电化学分析、光谱表征等方法，需遵循ISO、ASTM等国际标准，涉及恒温槽、电化学工作站等精密设备，对样品制备、介质浓度控制及数据解读有严格规范。

环氧树脂耐腐蚀性测试目的

验证材料在酸碱盐等腐蚀介质中的化学稳定性，防止因树脂降解导致设备泄漏或结构失效。

量化评估防腐涂层寿命，为化工厂反应釜、管道等设备的维护周期制定提供数据支撑。

筛选最优树脂配方，对比不同固化剂、填料对耐蚀性的提升效果，优化材料研发方向。

满足API 6A、NACE MR0175等油气行业标准，确保深海油田用密封件等关键部件的合规性。

诊断涂层失效模式，通过微观形貌分析明确点蚀、应力腐蚀开裂等缺陷的成因机制。

环氧树脂耐腐蚀性测试方法

浸泡试验：将试样置于60℃浓硫酸中168小时，测定质量变化率与硬度衰减值。

电化学阻抗谱（EIS）：施加10mV交流扰动，0.1Hz-100kHz频率扫描分析涂层孔隙率。

盐雾试验：按ASTM B117进行1000小时中性盐雾测试，评估涂层起泡、剥落等级。

化学暴露循环测试：交替浸入盐酸/NaOH溶液模拟酸碱交替工况，观察界面结合力变化。

FTIR红外分析：检测腐蚀后树脂分子结构中酯键、环氧基团的特征峰强度衰减。

环氧树脂耐腐蚀性测试分类

按介质类型：酸性（pH＜3）、碱性（pH＞11）、有机溶剂（丙酮、二甲苯）、混合腐蚀液。

按测试维度：宏观性能（重量变化、厚度收缩）、微观结构（SEM观察裂纹扩展）、分子层面（DSC检测Tg变化）。

按应用场景：静态浸泡（储罐内衬）、动态冲刷（管道流体）、高温高压（反应器密封）。

环氧树脂耐腐蚀性测试技术

加速老化技术：通过提高温度（Arrhenius方程推算）或介质浓度缩短测试周期。

3D表面形貌重建：白光干涉仪定量分析腐蚀坑深度分布及表面粗糙度演变。

局部电化学测试：微区扫描电极（SECM）定位涂层缺陷处的离子渗透路径。

化学溶出物分析：ICP-MS检测浸泡液中Fe³⁺、Cl⁻等离子浓度反推腐蚀速率。

环氧树脂耐腐蚀性测试步骤

试样制备：按GB/T 2567切割25×25mm试样，边缘用环氧腻子密封处理。

预处理：依次用丙酮超声清洗、120℃真空干燥2小时去除表面污染物。

介质配置：按ISO 175配制40%硫酸+5%FeCl3混合腐蚀液，恒温槽控温±0.5℃。

周期性检测：每24小时取出试样，用分析天平称重（精度0.1mg），SEM观察表面。

数据拟合：采用Power-law模型拟合腐蚀动力学曲线，计算活化能Ea值。

环氧树脂耐腐蚀性测试所需设备

全自动浸泡系统：配备PTFE材质样品架，支持多通道介质循环与pH在线监测。

电化学工作站：Gamry Reference 600+，支持极化曲线、阻抗谱等多模式测试。

盐雾箱：满足ASTM B117的35℃连续喷雾功能，内置硼硅酸玻璃喷嘴。

纳米压痕仪：Berkovich压头测定腐蚀前后涂层硬度、弹性模量变化。

XPS表面分析仪：检测腐蚀界面元素化学态，分析C-O-C键断裂程度。

环氧树脂耐腐蚀性测试参考标准

ISO 175:2023 塑料-液体化学物质浸渍影响的测定，规定试样尺寸与介质更换周期。

ASTM D543-21 塑料耐化学试剂性能标准，量化重量变化率与尺寸变化率。

GB/T 11547-2008 塑料耐液体化学品性能测试，包含目视分级与力学性能保留率。

NACE TM0177-2016 硫化氢环境中金属抗应力腐蚀开裂的试验方法，涉及树脂涂层评价。

ASTM G31-21 金属浸泡腐蚀试验指南，可参照执行树脂试样预处理流程。

ISO 4628-2:2022 涂层腐蚀评价标准，规定起泡密度与等级的对应关系。

ASTM G61-86(2018) 循环极化测量点蚀敏感性，适用于导电填料改性树脂。

IEC 60811-509:2012 电缆绝缘材料耐化学性测试，包含环氧树脂浸渍测试方法。

JIS K7114:2021 塑料耐化学药品性试验方法，规定温度梯度测试程序。

NORSOK M-501:2022 海洋平台涂层系统要求，涵盖环氧树脂耐海水腐蚀指标。

环氧树脂耐腐蚀性测试注意事项

试样边缘必须用硅橡胶密封，防止介质从侧面渗透导致数据失真。

浓硫酸测试需在通风橱操作，配置5%碳酸氢钠应急中和溶液。

动态冲刷测试中，介质流速应控制在0.5-1.5m/s避免空泡腐蚀干扰。

高温测试后需缓慢冷却（2℃/min），防止树脂因热应力产生微裂纹。

电化学测试前需浸泡稳定24小时，确保开路电位波动小于±5mV。

环氧树脂耐腐蚀性测试合规判定

重量变化率≤3%（ASTM D543 Class 1级），表面无肉眼可见裂纹或鼓泡。

电化学阻抗模量|Z|0.01Hz＞1×10⁹Ω·cm²（ISO 16773-3 涂层完好性指标）。

盐雾试验1000小时后，划痕处锈蚀宽度＜1mm（ISO 12944-6 C5-M级）。

Tg值下降不超过测试前15%（DSC测定，反映交联网络破坏程度）。

介质渗透深度≤50μm（切片显微观测，符合NACE SP0108要求）。

环氧树脂耐腐蚀性测试应用场景

炼油厂脱硫装置：验证耐H2S/CO2混合酸性介质能力，确保洗涤塔内衬寿命＞15年。

海上风电基础：评估环氧涂层在海水全浸区的耐Cl⁻渗透性与阴极剥离抗力。

锂电池封装：检测电解液（LiPF6/EC-DMC）对环氧结构胶的溶胀腐蚀影响。

核废料储罐：模拟高放废液（硝酸盐+β/γ辐射）环境下的树脂降解行为。

芯片封装材料：通过THB（温度湿度偏压）测试验证耐湿气与离子迁移性能。