模拟海洋大气环境多种典型复合涂层失效机理研究

发布时间：2022-10-08 15:43

　　南海海洋大气环境具有高温、高湿、高盐分和强太阳辐射的特点,对在该环境下服役的设备的防腐涂装体系提出了很高的要求。为了科学地预测其维修周期和使用寿命,本文针对铝合金和碳钢基材所使用的丙烯酸聚氨酯复合涂层体系和氟碳复合涂层体系,选取了多种实验室加速老化试验,探讨其失效机理的异同,筛选出最优方案;同时在海南万宁进行自然老化试验,探讨了加速老化和自然老化的相关性,提出了实验室老化试验需要改进的地方。得出结论如下:（1）丙烯酸聚氨酯复合涂层在三种加速试验中的对比发现:紫外-冷凝过程对丙烯酸聚氨酯面漆有较强的破坏作用,但周期性的干湿交替使得水向底漆渗透的过程较慢,因此对复合涂层整体的屏蔽性能影响较小;紫外-冷凝过程位于面漆玻璃化转变温度范围内的试验温度以及紫外光对氨基甲酸酯基团的破坏作用,是导致面漆发生破坏的主要原因;盐雾试验对面漆的失光率和色差值变化影响不大,但是连续的盐雾渗透显著降低涂层的屏蔽性能,盐雾试验同时导致涂层与基材的附着力显著降低;循环加速试验综合考虑了强太阳辐射、高温、干湿交替、海盐粒子、降雨和温差等因素,其结果能更准确反映海洋大气环境中复合涂层的失效过程。（2）丙烯酸聚氨酯双层、... 

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 金属-涂层体系的防护机制
    1.2 金属-涂层体系的失效机理
        1.2.1 涂层下金属的腐蚀机理
        1.2.2 有机涂层的老化机理
    1.3 金属-涂层体系失效过程的检测技术
        1.3.1 电化学性能检测
        1.3.2 宏观腐蚀形貌检测
        1.3.3 表面微观形貌检测
        1.3.4 有机涂层成分检测
        1.3.5 界面附着力检测
    1.4 金属/涂层体系的环境试验
        1.4.1 自然环境试验
        1.4.2 实验室加速模拟试验
        1.4.3 自然环境与实验室加速试验的相关性
    1.5 金属-涂层体系的寿命预测
    1.6 本论文的研究内容及意义
        1.6.1 本论文的研究内容
        1.6.2 本论文的研究意义
第二章 实验方法
    2.1 基材与涂层体系
        2.1.1 基材
        2.1.2 涂层体系
        2.1.3 试样分类
    2.2 试验类型
        2.2.1 紫外-冷凝试验
        2.2.2 中性盐雾试验
        2.2.3 低温暴露试验
        2.2.4 循环加速试验
    2.3 测试手段
        2.3.1 电化学交流阻抗测试
        2.3.2 傅里叶红外光谱测试
        2.3.3 涂层和基材的宏观、微观形貌分析
        2.3.4 涂层失光率、色差值分析
        2.3.5 涂层附着力测试
        2.3.6 涂层玻璃化转变温度分析
第三章 丙烯酸聚氨酯涂层体系多种加速老化试验失效机理对比研究
    3.1 丙烯酸聚氨酯面漆宏观、微观形貌变化
        3.1.1 面漆宏观形貌变化
        3.1.2 面漆微观形貌变化
    3.2 丙烯酸聚氨酯面漆失光率、色差值变化
    3.3 丙烯酸聚氨酯面漆玻璃化转变温度分析
    3.4 丙烯酸聚氨酯面漆红外光谱分析
    3.5 双层涂层体系附着力测试结果分析
    3.6 双层涂层体系电化学交流阻抗图谱分析
    3.7 本章小结
第四章 盐雾试验中复合涂层在不同基材上失效机理的对比研究
    4.1 形貌分析
        4.1.1 划痕试样形貌分析
        4.1.2 无划痕试样形貌分析
    4.2 附着力测试结果分析
        4.2.1 拉开法附着力测试结果分析
        4.2.2 湿附着力测试结果分析
    4.3 电化学阻抗谱分析
        4.3.1 两种基材上双层涂层体系EIS图谱分析
        4.3.2 两种基材上三层涂层体系EIS图谱分析
        4.3.3 四种体系EIS图谱对比分析
    4.4 本章小结
第五章 氟碳复合涂层循环试验与万宁自然老化试验对比研究
    5.1 氟碳面漆形貌分析
        5.1.1 氟碳面漆宏观形貌变化
        5.1.2 氟碳面漆微观形貌变化
    5.2 面漆失光率、色差值分析
    5.3 面漆红外光谱分析
    5.4 涂层体系附着力测试结果分析
    5.5 涂层体系交流阻抗测试结果分析
        5.5.1 循环试验体系交流阻抗图谱分析
        5.5.2 万宁老化试样交流阻抗图谱分析
    5.6 本章小结
第六章 总结论
参考文献
致谢
研究成果及发表学术文章
作者与导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]氟碳涂料在防腐领域的研发现状和发展趋势[J]. 房亚楠,秦立光,赵文杰,白琴,张昕,乌学东.  中国腐蚀与防护学报. 2016(02)
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[4]AZ91D镁合金表面不同树脂体系富镁涂层的保护性能[J]. 卢向雨,吴静英,左禹,郑传波.  化工学报. 2015(11)
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[10]环氧涂层中锌铬黄颜料对镁合金的防蚀机理[J]. 刘静,赵旭辉,唐聿明,左禹.  腐蚀与防护. 2012(03)

博士论文
[1]长效防腐涂层及其耐磨减阻性能研究[D]. 刘秀生.机械科学研究总院 2011

硕士论文
[1]三种复合涂层失效过程的EIS研究及快速检测[D]. 朱艳芳.北京化工大学 2010
[2]船舶电子设备防腐涂层体系自然环境与实验室试验结果对比研究[D]. 苏少燕.华南理工大学 2010



本文编号：3687980