海洋大氣環(huán)境下兩種典型復合涂層體系失效過程中物理化學性質及EIS參數的演變.pdf

1、本文通過電化學交流阻抗(EIS)、紅外光譜(FTIR)、光澤度、色差、附著力以及SEM-EDS等一系列測試，研究了模擬海洋大氣環(huán)境下典型涂層體系的失效過程與機制，對比分析了循環(huán)加速、鹽霧加速以及紫外/冷凝加速三種不同老化試驗條件下環(huán)氧富鋅/聚氨酯面漆劣化機制及其差別，探究了單層涂層與復合涂層之間電化學性質的關聯以及中頻相位角快速評價方法在不同加速試驗條件下的適用性。主要結果如下:
　　(1)對環(huán)氧富鋅/聚氨酯、鋅黃環(huán)氧/氟碳兩種常

2、用復合涂層體系在循環(huán)加速實驗條件下的老化行為與機制的研究表明，與環(huán)氧富鋅/聚氨酯體系相比，鋅黃環(huán)氧/氟碳體系阻抗下降速率更慢，涂層內幾乎無化學鍵的形成和斷裂，附著力、光澤度變化更小，鋅黃環(huán)氧/氟碳體系的耐候性更好。對環(huán)氧富鋅/聚氨酯體系的進一步研究發(fā)現:根據涂層低頻阻抗變化規(guī)律可將涂層老化階段分為兩部分，阻抗變化可逆階段與阻抗變化不可逆階段。紅外結果分析表明:環(huán)氧富鋅/聚氨酯體系的面漆發(fā)生了水解、光降解和熱氧降解。光降解和熱氧降解會導致

3、面漆表面出現微裂紋而變得粗糙、光澤度下降，當面漆表面出現裂紋時涂層阻抗變化由可逆變?yōu)椴豢赡?。附著力測試表明:涂層隨老化時間增加逐漸降低并且剝落形式與未老化涂層相比發(fā)生變化。
　　(2)采用鹽霧、紫外以及循環(huán)老化試驗方法研究了環(huán)氧富鋅/聚氨酯涂層體系在三種試驗作用下的涂層劣化機制及其差別。結果表明，鹽霧條件下電解質滲透速度最快，循環(huán)加速條件下其次，紫外加速過程中無電解質滲透，對于環(huán)氧富鋅/聚氨酯面漆涂層體系，鹽霧試驗加速效果最明顯。

4、紫外/冷凝與循環(huán)加速試驗中面漆發(fā)生水解、光降解與熱氧降解，涂層表面出現微小孔洞和裂紋、光澤度下降、面漆分子間結合強度降低，涂層的剝離主要發(fā)生在底漆與面漆之間界面。鹽霧試驗下，面漆僅發(fā)生水解，表面形貌變化不大，涂層的剝離發(fā)生在基材與底漆之間界面。循環(huán)試驗中，紫外/冷凝階段延緩了電解質溶液的滲透進程，但紫外輻射一定時間后，聚氨酯面漆的老化降解使涂層表面出現孔洞或裂紋，此后涂層阻抗快速下降。
　　(3)研究了丙烯酸聚氨酯面漆、環(huán)氧富鋅底

5、漆和環(huán)氧富鋅/聚氨酯三種涂層體系在鹽霧試驗下涂層阻抗、吸水率和孔隙率等性質的變化和不同加速試驗條件下的聚氨酯面漆/環(huán)氧富鋅底漆復合涂層中頻區(qū)相位角與阻抗的變化關系。結果表明:底漆提高了涂層體系與基體間的附著力，面漆的覆蓋使環(huán)氧富鋅底漆中的Zn的反應電阻增大，延長了環(huán)氧富鋅底漆的使用壽命，將環(huán)氧富鋅底漆與丙烯酸聚氨酯面漆配套使用后，延后了涂層起泡的時間。10Hz下相位角對涂層防護性能的評價對在不同加速條件下的環(huán)氧富鋅/聚氨酯涂層體系同樣適