● 摘要
本文通过自然海洋大气环境挂片试验和实验室加速腐蚀试验,对丙烯酸聚氨酯防护涂层的失效过程、失效规律和失效机理进行了研究。采用多种研究手段对实验结果进行了表征。并且进行了相关性研究,对涂层在特定使用环境下的日历寿命进行了初步预测。 本文通过在实验室中进行中性盐雾试验、紫外光老化试验、人造海水+光老化复合试验、人造海水+氙灯光老化复合试验以及多因子复合试验,研究了温度、湿度、紫外线、腐蚀介质(Cl-、SO2、NO3-等)、pH值以及它们的综合作用对涂层失效的影响。为了研究在实际使用条件下的失效情况,在外场进行了3年挂片试验。采用交流阻抗图谱法(EIS)、光泽度、色差、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、元素分析(EDS)等检测手段对涂层的失效过程、失效规律和失效机理进行了研究。 研究结果表明紫外光能引起有机涂层的氧化降解,腐蚀介质(Cl-、SO2、NO3-等)主要是引起涂层的腐蚀失效。在一定范围内提高温度能显著加速涂层失效速度而不会改变失效规律和失效机理。对不同的基体,pH值的不同也会显著影响涂层的腐蚀失效速度。复合试验证明多因素复合能显著加速涂层的腐蚀失效。综合研究还表明自然海洋大气环境下涂层的失效主要是由电化学腐蚀失效引起的,盐雾试验和自然海洋大气环境实验结果有很好的相关性。 采用电化学交流阻抗图谱法作为评价涂层防护性能的一种主要手段,并结合光泽度、色差、傅立叶红外光谱、扫描电镜和元素分析等检测手段,研究了丙烯酸聚氨酯防护涂层海洋大气环境试验和加速腐蚀试验之间的相关性。根据实验结果,通过动力学方程提出了在特定使用环境下丙烯酸聚氨酯防护涂层的日历寿命,在高强钢基体上涂层的日历寿命大约在6年左右,在铝合金基体上的涂层寿命大约在11年左右。通过对丙烯酸聚氨酯防护涂层的失效特性的研究,认为电化学方法以及综合运用多种测试手段来研究涂层的寿命是可行的。
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