利用高低温交变湿热试验箱模拟极端气候对汽车漆面抵抗腐蚀能力及光泽度的影响

　　汽车漆面作为车身的第一道防护屏障，其性能直接影响车辆的外观品质与常规使用的寿命。在极端天气特征情况下，温度骤变、高湿度及腐蚀性介质的协同作用会加速漆面老化。本研究采用高低温交变湿热试验箱，模拟热带暴雨、寒区冻融等极端气候场景，对溶剂型和水性两种常用汽车面漆进行1000小时加速老化测试，系统分析其抵抗腐蚀能力与光泽度的变化规律。根据结果得出，极端天气特征情况下两种漆面的光泽度均呈指数衰减，且水性面漆的腐蚀损伤出现时间更早、程度更严重。研究为优化汽车漆面防护工艺提供了实验依据。

　　引言随着全球气候平均状态随时间的变化加剧，极端天气事件频发，汽车漆面面临的环境胁迫日益严峻。漆面不仅是车辆外观的重要组成部分，更承担着保护车身金属免受腐蚀的关键作用。在高温高湿、低温冻融等极端天气特征情况下，漆面易出现失光、开裂、锈蚀等问题，不仅影响美观，还会降低车身结构的耐久性。传统的自然暴露试验周期长、环境变量难以控制，而

　　能够精准模拟温度、湿度的动态变化，可在短时间内实现极端气候的加速老化测试，为研究漆面性能衰减机制提供了高效手段。本研究通过该设备模拟不同极端气候场景，对比分析溶剂型和水性面漆的耐腐的能力与光泽度变化，旨在揭示极端气候对汽车漆面的损伤规律，为提升汽车漆面的耐候性能提供参考。材料与方法试验材料本研究选取两种市场常见的汽车面漆：溶剂型聚氨酯面漆和水性丙烯酸面漆，均涂覆于标准冷轧钢板试片上，试片经磷化处理以模拟真实车身基底。试验设备采用

　　（型号：THS-D500H），其温度控制范围为-70℃~150℃，湿度控制范围为20%~98%RH，可实现温度、湿度的程序控制与交变循环。辅助设备包括光泽度仪、盐雾试验机、扫描电子显微镜等。试验方案模拟两种极端气候场景：热带暴雨场景：温度30℃~60℃交变（每8小时循环一次），湿度85%~95%RH，同时每天进行2小时盐雾（5%NaCl溶液）喷淋。寒区冻融场景：温度-40℃~20℃交变（每12小时循环一次），湿度30%~80%RH，冻融转换阶段湿度骤升。两种面漆试片分别在两种场景下进行1000小时测试，每200小时取样本检验测试，每组设3个平行样，以未处理试片作为空白对照。检测指标与方法光泽度：采用60°角光泽度仪测量试片表面光泽度，计算与空白对照的差值。抵抗腐蚀能力：观察试片表面锈蚀、鼓泡情况，按GB/T1766-2008《色漆和清漆涂层老化的评级方法》进行评级；采用重量法测定腐蚀速率。微观形貌：通过SEM观察漆面表面及截面的微观结构变化。结果与分析光泽度变化在两种极端气候场景下，两种面漆的光泽度均随试验时间延长而逐渐下降（见图1）。热带暴雨场景下，溶剂型面漆在1000小时后的光泽保留率为52%，水性面漆为38%；寒区冻融场景下，溶剂型面漆光泽保留率为58%，水性面漆为43%。这表明溶剂型面漆的光泽度稳定性优于水性面漆，且寒区冻融场景对光泽度的影响略小于热带暴雨场景。从变化趋势看，前400小时光泽度下降较快，之后下降速率减缓，呈现指数衰减规律。这是由于初期漆面表面涂层受温度和湿度交变影响，表面粗糙度增加，光线反射能力降低；随着试验进行，涂层内部结构逐渐稳定，光泽度衰减速率放缓。抵抗腐蚀能力分析热带暴雨场景中，水性面漆在450小时首次出现点蚀，1000小时时腐蚀面积达28%；溶剂型面漆在600小时出现点蚀，1000小时腐蚀面积为5%。寒区冻融场景下，两种面漆的腐蚀出现时间均晚于热带暴雨场景，1000小时时溶剂型面漆腐蚀面积为3%，水性面漆为15%（见表1）。SEM观察显示，腐蚀区域的漆面表面出现裂纹和孔洞，涂层与基底的结合力下降。这是因为在高温高湿及盐雾作用下，水分和氯离子易渗透至涂层内部，与基底金属发生电化学腐蚀，生成的腐蚀产物使涂层鼓起、开裂，进一步加速腐蚀进程。而在寒区冻融场景中，水分在漆面孔隙中冻结膨胀，导致涂层开裂，为腐蚀介质侵入创造条件，但由于没盐雾的直接作用，腐蚀程度相对较轻。讨论本研究根据结果得出，极端天气特征情况下汽车漆面的光泽度衰减和腐蚀损伤与温度、湿度的交变紧密关联。在热带暴雨场景中，高温高湿与盐雾的协同作用加速了漆面的老化与腐蚀，是因为高温促进了化学反应速率，高湿度使漆面吸湿膨胀，盐雾中的氯离子则作为腐蚀介质加剧了金属基底的腐蚀。溶剂型面漆的耐候性能优于水性面漆，可能是由于溶剂型面漆的交联密度更高，分子结构更稳定，对水分和腐蚀介质的阻隔能力更强。而水性面漆在成膜过程中有几率存在更多微孔，导致其抵抗腐蚀能力相对较弱。高低温交变湿热试验箱通过精准控制温度、湿度的动态变化，能够有效模拟极端气候对汽车漆面的影响，其加速老化结果与自然暴露试验具有较好的相关性，可大幅度缩短试验周期，为汽车漆面的研发与性能评估提供高效手段。结论本研究利用高低温交变湿热试验箱模拟极端气候对汽车漆面的影响，得出以下结论：极端天气特征情况下，汽车漆面的光泽度呈指数衰减，热带暴雨场景对光泽度的影响大于寒区冻融场景，溶剂型面漆的光泽保留率高于水性面漆。漆面的腐蚀损伤在热带暴雨场景中更为严重，水性面漆的抗腐蚀和抗老化性能弱于溶剂型面漆，主要体现为腐蚀出现时间早、腐蚀面积大。温度、湿度的交变及盐雾作用是导致漆面性能衰减的根本原因，其通过破坏涂层结构、促进腐蚀介质渗透而影响漆面的耐候性。未来可逐步优化漆面配方，提高其交联密度和阻隔性能，同时结合防护涂层等措施，以提升汽车漆面在极端天气特征情况下的耐腐的能力和光泽度稳定性。

　　将继续在汽车漆面耐候性研究中发挥及其重要的作用，为汽车工业的可持续发展提供技术上的支持。(QingTH)

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