模擬海洋大氣環(huán)境多種典型復(fù)合涂層失效機(jī)理研究.pdf

1、南海海洋大氣環(huán)境具有高溫、高濕、高鹽分和強(qiáng)太陽(yáng)輻射的特點(diǎn)，對(duì)在該環(huán)境下服役的設(shè)備的防腐涂裝體系提出了很高的要求。為了科學(xué)地預(yù)測(cè)其維修周期和使用壽命，本文針對(duì)鋁合金和碳鋼基材所使用的丙烯酸聚氨酯復(fù)合涂層體系和氟碳復(fù)合涂層體系，選取了多種實(shí)驗(yàn)室加速老化試驗(yàn)，探討其失效機(jī)理的異同，篩選出最優(yōu)方案;同時(shí)在海南萬(wàn)寧進(jìn)行自然老化試驗(yàn)，探討了加速老化和自然老化的相關(guān)性，提出了實(shí)驗(yàn)室老化試驗(yàn)需要改進(jìn)的地方。得出結(jié)論如下:
　　(1)丙烯酸聚氨酯復(fù)

2、合涂層在三種加速試驗(yàn)中的對(duì)比發(fā)現(xiàn):紫外-冷凝過(guò)程對(duì)丙烯酸聚氨酯面漆有較強(qiáng)的破壞作用，但周期性的干濕交替使得水向底漆滲透的過(guò)程較慢，因此對(duì)復(fù)合涂層整體的屏蔽性能影響較小;紫外-冷凝過(guò)程位于面漆玻璃化轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)的試驗(yàn)溫度以及紫外光對(duì)氨基甲酸酯基團(tuán)的破壞作用，是導(dǎo)致面漆發(fā)生破壞的主要原因;鹽霧試驗(yàn)對(duì)面漆的失光率和色差值變化影響不大，但是連續(xù)的鹽霧滲透顯著降低涂層的屏蔽性能，鹽霧試驗(yàn)同時(shí)導(dǎo)致涂層與基材的附著力顯著降低;循環(huán)加速試驗(yàn)綜合考慮了

3、強(qiáng)太陽(yáng)輻射、高溫、干濕交替、海鹽粒子、降雨和溫差等因素，其結(jié)果能更準(zhǔn)確反映海洋大氣環(huán)境中復(fù)合涂層的失效過(guò)程。
　　(2)丙烯酸聚氨酯雙層、三層復(fù)合涂層在鋁合金和碳鋼基材上的鹽霧試驗(yàn)中對(duì)比發(fā)現(xiàn):雙層涂層存在缺陷時(shí)，涂層的破壞主要是以起泡的形式產(chǎn)生，并等距離地向周邊層層擴(kuò)散，在初始缺陷處碳鋼更早發(fā)生腐蝕并且向周邊擴(kuò)展，鋁合金的腐蝕則僅限于初始的缺陷處;三層涂層存在缺陷時(shí)，涂層沒(méi)有發(fā)生破壞，基材的腐蝕僅限于初始的缺陷處。雙層涂層的附著力

4、出現(xiàn)了明顯的下降，三層涂層則下降不明顯，拉開(kāi)法附著力測(cè)試能準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)不同涂層體系之間，或者同一涂層體系試驗(yàn)前后附著力的差異，劃格法濕附著力測(cè)試雖然時(shí)效性高，但對(duì)于附著力較高的涂層體系，其測(cè)試結(jié)果存在不準(zhǔn)確性。環(huán)氧云鐵中間漆的加入，使三層涂層體系對(duì)鹽霧的屏蔽性能明顯由于雙層體系，并且對(duì)鋁合金和碳鋼兩種金屬基材都起到了很好的保護(hù)作用，說(shuō)明在南海海洋大氣環(huán)境高鹽分、高濕度、降水充足的環(huán)境下，有必要加入能夠有效阻擋高鹽分溶液滲透的中間涂層

5、或添加物等以提高復(fù)合涂層體系的屏蔽性能。當(dāng)溶液滲透到達(dá)底漆/基材界面時(shí)，由于基材自身耐蝕性的差異，碳鋼基材明顯早于鋁合金基材發(fā)生腐蝕，且腐蝕很容易向周邊蔓延，所以在確定基材-涂層體系的服役壽命或維護(hù)周期時(shí)，也應(yīng)當(dāng)充分考慮基材自身耐蝕性的差異。
　　(3)幾種氟碳復(fù)合涂層在循環(huán)老化試驗(yàn)中對(duì)比發(fā)現(xiàn):面漆的保光保色性能為廠家A優(yōu)于廠家B優(yōu)于廠家C;廠家A、B的涂層體系屏蔽性能優(yōu)異，廠家C則出現(xiàn)了明顯的下降;附著力測(cè)試結(jié)果為廠家A優(yōu)于廠家

6、C優(yōu)于廠家B;三種面漆的化學(xué)穩(wěn)定性都很高。幾種氟碳復(fù)合涂層在自然老化試驗(yàn)中對(duì)比發(fā)現(xiàn):三個(gè)廠家的面漆的保光保色性能對(duì)比為廠家A優(yōu)于廠家B優(yōu)于廠家C;三個(gè)廠家的氟碳面漆在1年的自然老化試驗(yàn)后都發(fā)生了嚴(yán)重的粉化;三種涂層體系都表現(xiàn)出優(yōu)異的屏蔽性能。將循環(huán)老化試驗(yàn)和自然老化試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn):二者在面漆色差值的變化規(guī)律方面非常類似，約100天的循環(huán)試驗(yàn)等同于1年的自然試驗(yàn);循環(huán)試驗(yàn)中面漆的破壞相對(duì)滯后于自然老化試驗(yàn)，而屏蔽性能的下降則相對(duì)優(yōu)先于自然老