重防腐涂料失效的原因分析及优化建议

根据目前已有防腐涂料的实际使用情况可以得出：引起涂层失效最重要的两个因素是暴露引起的老化和涂层下的金属腐蚀，此外还有化学侵蚀、物理机械侵蚀等。

（1）老化失效。涂层老化常表现为失去光泽、变色、粉化、变脆、开裂等。M.Osterbroek等研究了丙烯酸聚氨酯涂层老化过程中涂层开裂和应力变化的规律，认为日照引起的张力变化是导致涂层开裂的主要原因。紫外线对涂层的老化起关键性的作用，会形成一些亲水基团（羟基、烷基过氧化氢、羧基等）。因为自由基浓度通常是一个非常低的恒稳态值，所以自由基与自由基相遇较自由基与分子相遇的机会少得多，使得反应得以不断进行。在光老化过程中会产生一些小分子，如酮、醇、酸等，这些小分子很容易被水冲刷掉。由于涂层不断损失成分，就会造成涂层的收缩，厚度的减小，从而导致脆化、开裂。若涂层含有颜料，涂层内高聚物的损失会明显增加颜料在涂层表面的体积浓度，导致表层相对较脆，里层较有弹性，涂层表层粉化、深层开裂。(www.xing528.com)

（2）涂层下金属腐蚀引起的失效。大量研究结果表明，引起涂层破坏主要是因为介质向涂层内部进行渗透作用的结果，而并非都是由于涂层材料的化学稳定性不够，被介质腐蚀而均匀损耗殆尽。由于涂层中存在有针孔和结构气孔，腐蚀介质能向涂层内部渗透，其主要机理可认为是渗透作用和应力作用。渗入涂层的介质在环境应力的联合作用下，将促使微裂纹尖端扩展，甚至产生开裂；另外随着介质渗透，常会引起涂层鼓泡，产生鼓泡的原因是由于介质渗入与基材金属接触，引起化学或电化学反应，从而使反应生成物体积大幅度增大，内压增加。即使介质的腐蚀性很弱，涂膜下金属的电化学反应同样能促使鼓泡，与此同时涂层与基材的结合力显著下降，促使涂膜鼓泡，当泡内压力达一定值时，将使涂膜破裂而引起全面失效。当涂层金属发生电化学腐蚀时，阴极反应或阴极反应产物会影响涂层与基体金属的结合力，致使涂层从基体金属分离，即阴极剥离。阴极反应可以在自然腐蚀状态下发生的，也可在阴极保护状态下发生。