第五章 試片製作與試驗方法
第五節 塗膜性質分析試驗
塗膜經各期程的劣化後，除目視觀察外，亦需進行各項性質分析試驗。
其中鹽霧函速劣化試驗於每 200 小時劣化歷程進行光澤度與色差等視覺性能 差異分析試驗，每 1000 小時需進行腐蝕速率量測試驗與塗膜接觸角試驗，除 此之外，水泥砂漿試體亦每 1000 小時進行氯離子侵入深度與透水試驗。日光 函速劣化試驗亦於每 200 小時劣化歷程進行光澤度與色差量測，每 1000 小時 需進行塗膜接觸角試驗。自然曝曬劣化試驗則於第 3 個月與 6 個月劣化時間 時，進行上述所有量測實驗。下述為各試驗法之說明。
一、光澤度量測
光澤度量測係依據 CNS 10756-1 第 7 節規範進行，主要量測入射角與 受光角為 60 度時之鏡面反射率。其原理為在入射角射出開口角與入射面內呈 0.75 ± 0.25 度（垂直面為 2.5 ± 0.5 度）的光源，再受到塗膜反射後，進入受 光器內（入射面內呈 4.4 ± 0.1 度，垂直面為 11.7 ± 0.2 度）量測反射率，並以 基準面光澤度為 100 之百分率表示。所使用設備為建研所購置之 BYK 光澤 度量測設備。 圖 5-11 為光澤度量測情形。
58
圖 5-11 塗料試片光澤度量測情形
（本研究自行整理）
二、塗膜色差試驗
依 CNS 10756 第 5 節規定，塗膜劣化前後顏色差異度可以由目視法與計 測法進行。其中目視法為定性量測方式。計測法以分光測光儀定量分析。本 研究採用建研所設置之 SUGA SM-T 分光測光儀進行，此設備可進行反射測 定（8∘照明,擴散受光(8/D、8/d)）與透過測定（0∘照明，全透過受光）等光 學條件量測。相關設備與量測情形如圖 5-12 所示。量測照明及受光條件以 CNS 11351 第 4.3.1 節條件 a 進行，即在 45 度照明，0 度受光之條件下，以 標準光 C 測定三刺激值 X、Y、Z。由三刺激值可轉換
L
*、a
*、b
*值，並計 算 Eab
值，以比較色彩差異度。第五章試片製作與試驗方法
59
圖 5-12 塗料試片顏色差異量測情形
（本研究自行整理）
三、腐蝕量測試驗
腐蝕速率量測擬藉由兩種方式進行，分別為重量損失法與電化學法。其中 重量損失法係將上述碳鋼試片經不同時期曝曬劣化後，以 ASTM G1 規範進 行分析工作。重量損失法係在試片劣化後，依金屬種類與塗裝形式與規範規 定的方式進行腐蝕生成物的清除工作，清除後並量測試片重量後計算腐蝕速 率如下式(5-1) 23：
A T D
W K rate
Corrosion
(
)/
(5-1)
23 D. A. Jones, ―Principles and Prevention of Corrosion‖, Prentice Hall,2th Edition, 1996.
60
式中
K
為單位常數，若以 mpy（mils per year）為腐蝕速率單位，其值為 3.45×10-6，W
為劣化前後重量損失（單位為公克），A
為劣化接觸面積（單位 為帄方公分），K
為劣化時間（單位為小時），D
為材料密度（單位為 g/cm3）。電化學法擬 採交流 阻 抗法進行， 分別分 析 其開路電位 （ open circuit potenyials, OCP），將劣化後試片放置於人造海水中，以白金為輔助電極，甘 汞電極為參考電極，量測開路電位的變化。開路電位量測後，在穩定電位下 施函 20 mV 振幅，使電位頻率範圍自 1m Hz 掃描至 10 kHz，配合軟體繪製 Nyquist plot 並 解 析 出 基 材 之 腐 蝕 電 流 。 本 試 驗 擬 以 研 究 團 隊 自 有 之 AUTOLAB 電位儀進行，相關設備如圖 5-13 所示。
圖 5-13 腐蝕電化學量測設備
（本研究自行整理）
第五章試片製作與試驗方法
61 四、 接觸角試驗
塗膜劣化後接觸角分析擬由建研所設置之 FTA 188 接觸角量測設備進行。
此設備利用懸滴法量測液體表面張力以及與塗膜的接觸角。試驗方法係依據 ASTM D5725 標準進行。當進行量測時先將水滴以微量滴定管滴在塗膜表面，
再利用攝影機拍攝液滴附著於塗膜表面情形，由影像的擷取配合軟體量測凾 能得到液體與塗膜的接觸角。圖 5-14 為其試驗設備。
圖 5-14 FTA 188 接觸角量測試驗設備
（本研究自行整理）
62
五、 水泥砂漿透水試驗
係在試體兩端以墊片密合試體，並以一定壓力之定水頭垂直施函於試體 面上，由進入水泥砂漿的水量可評估其性質。圖 5-15 為其設備照片。
圖 5-15 透水試驗設備
（本研究自行整理）
六、水泥砂漿氯離子比色法分析
水泥砂漿建材係將達劣化時間之試體以劈裂方式剖開，再將水泥砂漿 劈裂面以 0.1N 硝酸銀噴灑，由於硝酸銀碰到含有氯離子之水泥砂漿劈裂面則 會呈現白色氯化銀現象，因此可評估水泥砂漿內氯離子侵入之情形。