寒区使用的篷盖布在夜间低温下需要承受风吹引起的反复弯折,充气艇的涂层织物在冰点以下环境中折叠存放后再次展开时可能发生涂层开裂。涂层织物在低温下硬化后,弯折应力集中区域的涂层与基布之间可能产生界面分离。低温耐折试验用于评价涂层织物在低温条件下承受规定弯曲的能力。本文围绕该试验的检测对象、温度与方法、标准依据、实施流程和评价方法展开说明。
一:低温耐折试验的重要性
涂层织物的低温柔韧性取决于涂层材料的玻璃化转变温度和增塑体系的低温有效性。当环境温度接近或低于涂层的玻璃化转变温度时,涂层从高弹态向玻璃态转变,分子链活动能力急剧下降,材料失去延展性。此时施加弯折变形,涂层表面产生的拉应力可能超过其断裂强度,导致微裂纹萌生。
该试验适用于橡胶或塑料涂覆织物在低温使用场景中的性能验证,涵盖帐篷、篷盖布、充气制品、柔性运输容器和户外防护服等产品。试验结果用于判断涂层织物在目标使用温度下的弯折适用性,为涂层配方优化和产品使用温度范围的确定提供技术依据。对于需要在寒区或高空低温环境中使用的涂层织物制品,低温耐折试验是产品准入的必要验证项目。
二:试验温度与方法
涂层织物低温耐折试验的核心参数包括试验温度、冷冻时间、弯曲半径和弯曲操作方式。不同标准对试验条件的规定存在差异,需根据产品类型和验收要求选择适用的方法。
FZ/T 01143-2018 试验条件
FZ/T 01143-2018《涂层织物 低温耐折性能试验方法》规定了在低温条件下涂层织物耐折性能的试验方法,适用于厚度不大于3mm的涂层织物。试验将试样置于低温环境中,通过耐折试验装置对试样施加反复弯折,观察涂层是否出现裂纹、剥落或断裂。
GB/T 18426-2021 试验条件
GB/T 18426-2021《橡胶或塑料涂覆织物 低温弯曲试验》描述了将涂覆织物暴露在低温一定时间后,在规定温度下承受弯曲以测定其抗低温性能的试验方法。该标准适用于厚度为0.1mm至2.2mm的涂覆织物,对于大于此厚度的材料则需改进标准设备。试验通常将试样冷却至测试温度,然后在心轴上弯曲,观察涂层是否出现可见裂纹或其他明显形式的损坏。标准明确指出,该试验不能用作判定其使用性能的唯一标准。
| 标准 | 适用厚度 | 弯曲方式 | 判定方式 |
|---|---|---|---|
| FZ/T 01143-2018 | ≤3mm | 反复耐折 | 涂层裂纹、剥落 |
| GB/T 18426-2021 | 0.1~2.2mm | 心轴弯曲 | 可见裂纹、损坏 |
| ASTM D2136 | 按标准规定 | 低温弯曲 | 通过/失败 |
三:相关标准
涂层织物低温耐折性能的行业标准为FZ/T 01143-2018《涂层织物 低温耐折性能试验方法》,该标准于2018年10月22日发布,2019年4月1日实施,由纺织行业归口,适用于厚度不大于3mm的涂层织物。
国家标准GB/T 18426-2021《橡胶或塑料涂覆织物 低温弯曲试验》于2021年10月11日发布,2022年5月1日实施,由中国石油和化学工业联合会提出,国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会发布,适用于厚度0.1mm至2.2mm的涂覆织物。
国际标准方面,ASTM D2136-19(2026)《涂层织物的标准试验方法——低温弯曲试验》描述了一个通过/失败程序,用于确定涂层织物在指定低温下的材料柔性。失效表明涂层织物在该温度下使用是不可接受的。该标准同时指出,测试数据可用于预测使用中行为,但仅限于变形条件与本测试方法相似的应用场景,该方法不一定指示材料可使用的最低温度。企业在标准选择时需根据产品类型和目标市场确定适用体系。
四:试验流程
涂层织物低温耐折试验的实施需要控制低温箱的温度稳定性和弯曲操作的一致性。以下步骤覆盖从方案确认到报告输出的主要环节。
- 方案确认与试样制备。根据产品类型和验收要求选择试验标准,确定试验温度、冷冻时间和弯曲半径,按标准规定裁切试样。
- 初始检测。对试样进行外观检查,记录涂层表面状态和厚度数据。确认试样无初始裂纹或缺陷。
- 低温预处理。将试样连同弯曲装置放入低温箱中,在规定温度下暴露规定时间,使试样达到温度平衡。通常暴露时间为4小时。
- 弯曲操作。在低温箱内将试样绕规定直径的心轴弯曲,保持规定时间。对于反复耐折试验,按规定的频率和次数施加弯折。
- 恢复与检测。从低温箱中取出试样,放大5倍检查涂层表面是否出现断裂或裂纹。记录裂纹的位置、长度和数量。
- 报告编制。记录试验条件、弯曲参数和检测结果,给出低温耐折性能判定结论。
五:第三方试验服务
涂层织物低温耐折试验的设备相对简单,但低温箱内弯曲操作的一致性和检测判定的客观性对结果有实质性影响。工程师在承接试验时,需要关注试样的状态调节和弯曲操作的标准执行。
低温箱内弯曲操作的时机
弯曲操作应在试样仍处于低温箱内时完成,试样离开低温环境后涂层温度迅速回升,弯折行为会发生变化。工程师建议使用带有操作手套的低温箱,或通过箱体上的操作孔进行弯曲操作,避免试样在弯折前暴露于室温环境。对于需要在多个温度点进行试验的情况,试样在各温度点之间应充分恢复至室温后再进行下一温度的预处理。
薄型涂层织物的试验条件选择
对于厚度较薄的涂层织物,常规的低温弯曲试验条件可能不足以充分暴露涂层的低温脆性。有研究表明,低温折叠后常温静置的试验条件更符合薄型涂层织物在实际穿着中的受力状态,对涂层更具伤害性。工程师建议薄型涂层织物在送检时与检测方沟通产品的实际使用方式,必要时采用低温折叠后恢复至室温观察的试验方案,而非仅依赖标准规定的即时光学检查。
六:低温柔韧评价
低温柔韧评价需要从涂层表面状态、裂纹特征和基布完整性三个维度进行。涂层表面状态关注是否出现龟裂、粉化或剥落;裂纹特征关注裂纹的密度、长度和是否贯穿涂层厚度;基布完整性关注基布是否因涂层开裂而暴露或受损。
评价中需注意,ASTM D2136明确指出的局限性同样适用于其他标准的试验结果——低温耐折试验数据可用于质量控制目的,但不一定指示材料可使用的最低温度。涂层织物的实际低温使用性能还取决于弯折的频率、幅度、持续时间和是否有预张力等因素。将低温耐折试验与低温拉伸试验、低温冲击试验组合使用,可以更全面地评估涂层织物在低温环境中的柔韧可靠性。
七:总结
涂层织物低温耐折试验是评价产品低温适用性的基础项目。企业应根据产品类型和厚度选择合适的标准和方法,关注低温箱内弯曲操作的一致性和试验条件的代表性。在评价结果时结合涂层表面状态和裂纹特征进行判断,并将试验数据与产品的实际使用方式相结合。将低温耐折试验纳入涂层织物的材料筛选和质量控制流程,有助于降低寒区使用中的涂层开裂风险。
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