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1、第31卷第9期腐蚀与防护Vol.31No.92010年9月CORROSION&PROTECTIONSeptember2010有机涂层的屏蔽作用及其影响因素112231潘莹,张三平,周建龙,李晓刚,王玲,萧以德(1.武汉材料保护研究所,武汉430030;2.北京科技大学,北京100083;3.中国兵器工业第五九研究所,重庆400039)摘要:从金属的腐蚀机理出发,指出减弱水和氧气对涂层的渗透性对抑制金属腐蚀起着重要作用。探讨了气体、蒸汽、无机或有机液体等对聚合物膜的渗透作用,分析了聚合物类型及颜料等对涂层屏蔽性能的影响,指出渗透性同时与扩散性和溶解性相关,同时降低水和氧气的渗透
2、性将有利于改善最终涂料产品的性能。关键词:有机涂层;屏蔽;渗透性;颜料中图分类号:TG174.46文献标识码:A文章编号:1005748X(2010)09074104ShieldingEffectandItsInfluencingFactorsofOrganicCoatings112231PANYing,ZHANGSanping,ZHOUJianlong,LIXiaogang,WANGLing,XIAOYide(1.WuhanResearchInstituteofMaterialsProtection,Wuhan430030,China;2.Univer
3、sityofScience&TechnologyBeijing,Beijing100083,China;3.No.59InstituteofChinaOrdnanceIndustry,Chongqing400039,China)Abstract:Decreasingthepermeabilityofwaterandoxygenisimportanttoinhibitthecorrosionbehaviorofmetals.Thepermeationbehaviorofgas,vaporandliquidtopolymerfilmisdiscussedandtheeffectofp
4、olymertypeandpigmentonthebarrierpropertiesisanalyzed.Thepermeabilityisrelatedwithdiffusivityandsolubility.Thedecreaseofpermeabilityofoxygenandwatercouldimprovetheanticorrosionperformanceofcoatings.Keywords:organiccoating;barrier;permeability;pigment时,形成各种腐蚀产物所需的水和氧气的量。可以1有涂层保护下的金属腐蚀看出要使铁腐蚀生成
5、Fe2O3H2O,每年所需水和22有机涂层作为一种高聚物膜,虽能不同程度地氧气的量仅分别为11mg/cm和30mg/cm,因此隔绝离子,但并不能完全隔绝水、氧气和离子的渗需采用有足够屏蔽性能的涂层延缓上述腐蚀过程的透。水、氧气和离子通过涂层宏观或微观缺陷渗透发生。但是在实际中,涂层防腐蚀的机理是相当复[4]到涂层/金属界面后,构成腐蚀性介质,在涂层/金属杂的,多年来,关于这个课题一直存在争议。[1,2]界面形成阳极区和阴极区发生电化学腐蚀。表1形成各种腐蚀产物每年所需的水和腐蚀的阴极反应与电位有关,当电位高于氧气的量[3](铁的年腐蚀率为70mg/cm2)-0.8V(vs.S
6、CE)时,主导反应为氧去极化还原反产物H2O*,mg/cm2O2,mg/cm2应,即吸氧腐蚀;而当电位低于-1.0V(vs.SCE)Fe(OH)23430时,主导反应为析氢反应。由于与析氢反应相比,氧Fe2O3H2O1130去极化还原反应可以在正得多的电位下进行,因此,Fe3O4H2O827FeOH2O2320大多数金属在大气、土壤、海水等环境中的腐蚀都属*在饱和空气610Pa压力下的测量数据于吸氧腐蚀。以及腐蚀的阳极产物与阴极产物进一步发生反应,生成Fe(OH)2,Fe2O3H2O等腐蚀2涂层的保护作用产物。[3]2J.E.O.Mayne[5]对涂层对水具有屏蔽作用
7、的表1示出铁年腐蚀率为典型的70mg/cm概念提出了质疑。他发现透过涂层的水浓度高于裸收稿日期:20091206;修订日期:20091218钢腐蚀时所耗水的浓度。因此得出结论:水蒸气透联系人:潘莹,工程师,pz1218@126.com过涂膜的渗透性并不是腐蚀发生的控制步骤。这一741潘莹等:有机涂层的屏蔽作用及其影响因素[4,6][7]结论已被证实。表2列举了一些研究结果,说度区的扩散;在相反面的脱附。中间的两步一般认明通过渗透可以提供比发生腐蚀所需的更多水分。为是速