金属涂层失效机制及其对策.pdf

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1、金属涂层失效机制及其对策王跃波1，钟宏伟2，朱红专3(1．安阳钢铁集团建安公司，河南455004；2．郑州铁路职业技术学院建筑工程系，河南450052；3．安阳钢铁集团设计院，河南455004)摘要：20世纪以未，涂层防护用来防止金属腐蚀在全球得到广泛应用，但是金属涂层失效的问题也越来越明显的凸显出来，文章通过对金属涂层的失效机制介绍，提出了金属涂层的防护措施。关键词：金属涂层；腐蚀；涂层防护；对策中图分类号：TGl7文献标识码：A文章编号：1672—4011(2011)Ol一0030—02ⅣIetala响6ngfhn瑚陀n砼dmIl

2、ismand伽帅ten瑾盈sm髑WANGYl地boI。zHONGHon毋me}，zHUHong彘u埘f(1．A叼乜昭，ron口以＆eefGro印7co邶￡M￡溉口以风mf如tio，lco唧n叫，胁眦，l455004，C胁m；2．D印州脚n￡旷A枷i泐t删E，画册洲，lg∥z^e，lg=bll如ifz￡J町场c眦iD，删口蒯死c^n池ZC拼一拓酽，胁舱，l450052，劬in口；3．A，咿昭，ro凡ond＆eef‰印’如s如即池础u把，肌m，l455004，劬i眦)Abstmd：Sincethe20mcentury，protective

3、coatingtometalcorI璐i伽ll鹊beenwidelyusedaro帅dtheworld，butthemetalcoatingfailurepmblemsareobviousstandout．Byintroducingofcoatedthef撕luremechanismofInetal，metalcoatingispmp(措edpmtectivemeasures．Keywords：metalcoating；corrosion；pmfectivecoating；8trategy1引言暴露在大气中的涂层(特别是有机涂层)使用

4、一段时间后就会出现失光、褪色、泛黄、剥落、开裂甚至脱落等现象。而且在不同地区同一种涂料的破坏程度是不同的；在相同的地区不同的涂料甚至不同的涂层结构破坏程度也是不同的。由此可以看出，大气环境和涂层本身的性质决定了涂层的使用寿命。不论破坏的形式是一种还是多种，破坏的程度如何，破坏的因素是一种还是多种，所起的作用如何，最终体现在涂层本身就是涂层的寿命问题即涂层老化的问题，也就是涂层的失效。有机涂层老化的主要原因通常是指太阳辐射、环境温度和环境湿度；次要原因是指空气污染、生物现象、酸雨、风沙等，这些因素的综合作用导致了涂层的老化也即防腐蚀涂层

5、的失效。金属涂层的失效是指由于金属长期暴露于大气中，引起涂层的各种物理和化学性能的衰变，并使其失去原有性能，部分或全部失去对基体金属材料的保护作用。现代钢结构涂装体系面层和中间层基本上都是有机涂层。外层的有机涂层能极大地减少各种腐蚀因子如水、氧和离子渗透进入涂层的量和速度，以此对金属底材进行有效地防腐蚀保护。任作者简介：王跃渡(1979一)，男，河北衡水人，安阳钢铁集团公司建设有限责任公司，助理工程师，主要从事建筑施工。Email：wan{；3，Ileb000l@qq．c咖何防腐蚀涂装体系的失效，首先是由于外层有机涂层的失效，因为只要

6、发生有机层的破损，腐蚀因子就会大量渗入金属基材底面，从而引起金属涂层或金属底材的腐蚀从而产生腐蚀产物，而腐蚀产物的生成和积累又会引起金属的有机涂层附着力下降等。2金属涂层的失效研究机制和研究现状目前，在涂层的防护性能和失效机制方面，科技工作者已开展了大量的工作，取得了令人瞩目的进展。目前对于防腐涂层的失效机制的研究主要有两种：一种是从涂层光化学老化和水解老化角度进行研究；另一种从扩散角度进行研究。2．1光降解的老化机理在研究对有机涂层的户外老化影响因素中，太阳中紫外线被认为是引起降解最主要的因素。一般认为有机涂层的光降解机理是自由基反

7、应机理。自由基反应过程如下所示：自由基产生：R—R+光qR·增长：R·+02_R00·ROO·+RH—+R00H+R·R00H—，R0·+H0·2R00H—+R00。+R0。+H20R0·+RH—'ROH+R·H0·+RH-+H20+R·终止：自由基一产物自由基浓度通常是一个非常低的恒稳态值，因此自由基与自由基相遇较自由基于分子相遇机会少的多，使得上述反应得以不断进行。在老化过程中产生了一些小分子如酮、醇、酸等，这些小分子很容易被水冲刷掉。由于不断损失成分，涂层就会收缩，厚度减少，这样容易导致涂层的脆化、开裂。如涂层含有颜料，涂层高聚

8、物的损失会有效地增加颜料在涂层表面的体积浓度，结果是表层相对较脆，里层较有弹性，这样导致涂层表层粉化、深层开裂。虽然由光引发的自由基降解可以认为是解释一些小分子量的氧化物来源，但不能说出分子中实际上由什么具体反应生成过氧