现代电镀网：熔结环氧粉末涂料涂层的失效分析

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1、现代电镀网：熔结环氧粉末涂料涂层的失效分析 1、引言   任何有机涂料涂层都有一定的使用寿命，可以说没有不坏的涂料，如何尽量延长涂层的使用年限是涂料界的一个永恒的课题。不同的产品对涂层寿命的要求也不一样，例如:冰箱、空调、洗衣机、微波炉、洗碗机等家用电器的使用寿命一般十几年以上就可以了。外表涂层以装饰为主，购买十几年后即使涂层不坏，而压缩机、管路、电机等核心部件也会磨损、老化以致损坏，最后整体报废;而以防腐为主的功能性涂料的涂层使用寿命却是越长越好，因为它们的应用对象不是一个个简单的个体，而是一个庞大的线、网或群，影响千家万户。例如钢筋上的涂层一般

2、与整个建筑物的寿命是同等的;输油、输气、输水的钢管上防腐层的防腐效果关系到管道的使用寿命，一条几千公里的管道有一点泄漏，也会导致整条管线停运，还会造成国家财产和人身安全的巨大损害。涂层失效的原因有很多，不仅与涂料本身有关，而且涉及到涂料施工工艺、被涂基材表面处理、工件的使用环境等诸多方面。所以，涂层的失效分析被提到一定高度，研究人员需要研究涂层的失效机理，为研发新型涂料提供理论依据;生产企业更是需要了解涂层应用过程失效的原因，以便改进、提高涂料质量;工程技术人员则需要掌握涂层失效分析的方法，现场分析、判断引起涂层失效的可能因素，以避免在涂料工程中再

3、次发生，所以说研究涂料就要研究它的失效。   研究腐蚀的主要对象是金属，尤其以钢铁的腐蚀最为重要，因为它是大量应用的材料，而且又极易腐蚀。将矿石冶炼成钢需要消耗大量的能量，此能量潜存于钢铁中，钢铁是不稳定态，它们随时随地可恢复至原始自然的化合态而释放出能量，这在化学热力学上是自发的过程，即腐蚀现象。人们利用钢铁及其合金的特性创建了今日的文明，所以保护钢铁等金属，使存在于不稳定状态的金属正常发挥功效，阻止它转化为化合态(锈蚀)，延长物体的使用寿命是防腐工作的一项重要任务。   在防腐理论方面，已有许多科学家奠定了基础，近年来进展并不甚大;而在防腐蚀涂

4、料的技术方面，则发展迅速新的涂料品种、新的涂装工艺、新的应用领域不断涌现，熔结环氧粉末涂料就是防腐领域非常重要的品种；随着配套原材料、生产设备、检测仪器、喷涂设备的配套齐全，粉末涂料有了前所未有的发展，无论在品种、数量、质量、应用和人们的认识上都有大的飞跃;粉末涂料具有传统溶剂型工业涂料不可比拟的优良特性，无论在环境上、经济上、涂膜品质上、涂装效率上都有竞争优势，现在粉末涂料已经渗透到家用电器、汽车、机械仪表、家具、厨具、建筑材料、园林设施、电力设施、交通设施、输油输气输水管道防腐等领域。尤其是熔结环氧粉末以其独特的功能，备受人们瞩目，在输送天然气

5、、原油、成品油、水、海水、污水等管道防腐领域大量使用，能够有效防止土壤、大气、水、有机溶剂、微生物、植物根系的腐蚀和破坏。   2、熔结环氧粉末涂料概述   熔结环氧粉末涂料是一种以环氧树脂为基料的热固性粉末涂料(加热熔化，然后固化成膜，以后不再遇热熔化)，应用于管道防腐领域已有50多年的历史，最早服役的环氧粉末涂料涂层防腐的管线现在还依旧发挥着它们的作用，说明其经得起实践和时间的考验。   熔结环氧粉末涂料是一种以空气为载体进行输送和分散的固体涂料，将其施涂于经预热的钢铁制品表面，熔化、流平、固化形成一道均匀的涂层，故得此名，英文名称Fusion

6、BondingEpoxyPowderCoatings，简称FBE。   FBE的每个颗粒都均匀地包含所有组成成分，使涂敷的操作过程以及形成的涂层都具有连续稳定的均匀性。其优异的物理性能、化学性能、使用性能、耐久性能、安全环保性能、经济性(涂层薄，只有300-500μm，成本低)得到防腐界普遍认可，显示出其强大的生命力，广泛应用于输水、输油、输气、建筑、高铁、水利、采矿等方面，并发挥着其独特作用。几十年来，经过不断的发展完善，这项技术在管道领域已经走向成熟，在不同的管径、不同的传输介质、不同的连接方式、不同的地理环境都有出色的表现。伴随中国油气管道业

7、20年来的快速发展，FBE粉末涂料已获得大规模应用，产品配方、生产工艺和涂装工艺技术日臻完善。特的功能，备受人们瞩目，在输送天然气、原油、成品油、水、海水、污水等管道防腐领域大量使用，能够有效防止土壤、大气、水、有机溶剂、微生物、植物根系的腐蚀和破坏。   3、熔结环氧粉末涂料的优良特性   防腐涂料有很多种类，为什么FBE能够一枝独秀？这得益于其粉体涂装方式(不含溶剂，V0C含量为零)和环氧树脂独特的分子结构，环氧树脂种类很多，最常用的双酚A环氧树脂其分子通式(如图1所示)：   从以上分子结构可以看出：环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具

8、有很强的内聚力和粘接力;醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力;醚键和c-c键使大分子具有柔顺性;苯环赋予聚合物以