第5期 孙晓华等：海水温度对深海用环氧涂层防护性能的影响 ·571· Laetitia等因采用傅氏转换红外线光谱分析仪/衰 环氧沥青鳞片防锈漆(H2-2,上海涂料研究所)，在 减全反射技术研究了在18~50℃的不同阴离子同 室温下防尘放置5d,使其充分固化，干膜总厚度为 位素溶液中环氧树脂对水的吸附和解吸附.Ochs 125±10μm. 等m通过EIS技术研究了在0.01 mol KNO,溶液 实验介质为青岛天然海水.实验温度通过高低 中，循环温度(5~85℃)对有机涂层的影响.Fredj 温交变实验箱控制，分别取5、15和25℃. 等网用EIS技术和重量法研究了温度对浸泡在 电化学交流阻抗测试采用美国普林斯顿公司的 30gL-1NaCl溶液中的环氧涂层吸水情况的影 283电化学工作站.测试采用三电极体系，涂层试样 响.目前，对于一些特殊工况环境中（如深海环境 为工作电极，有效工作面积为10cm2,参比电极选用 等)的涂层失效问题研究较少.本文以高固体厚膜 饱和甘汞电极，辅助电极选用铂丝.在开路电位下， 型环氧沥青鳞片防锈漆(H2-2)为研究对象，采用 扫描频率范围为10-2~10Hz,交流正弦波激励信 EIS测试技术考察了环氧涂层在模拟深海温度条 号振幅为20mV. 件下的防护性能变化规律，为实海工程的科学选 2结果与讨论 材和合理利用提供依据. 2.1温度对涂层交流阻抗谱的影响 1 实验方法 分别测试了5、15和25℃三个温度下高固体厚 试样采用船用钢(45mm×45mm×3mm)作为 膜型环氧沥青鳞片防锈漆涂层体系的电化学阻抗谱 基材，经喷砂处理至Sa2.5级，喷涂高固体厚膜型 图，其随浸泡时间的变化情况如图1和图2所示. 30 11 -0-5℃ b 0-15℃ 10 1.6 4-25℃ -0-5℃ 8- 888888888 0-15℃ 4-25℃ 60 6 1gZ2/(Ωcm)） 30 21d-6 04 0.81.2 1.62.0 -2-10123456 ZIGQ·cm lg(f/Hz) 图1H2-2涂层体系在不同温度海水中浸泡1d的电化学阻抗谱.(a)Nyquist图：(b)Bode图 Fig.1 Electrochemical impedance spectra of H22 coating immersed in seawater at different temperatures for Id:(a)Nyquist plots:(b)Bode plots 12(@ 0-5℃ b 8- lg(lzl/(2.cm) 90 -o-15℃ 10 6-25℃ 8 -0-5℃ 0-15℃ 60 6 -25℃ 2 Z”MQrr 9 2 4 681012 -2-10123456 Z'/(MO.cm) lg(f/Hz) 图2H2-2涂层体系在不同温度海水中浸泡110d的电化学阻抗谱.(a)Nyquist图：(b)Bode图 Fig.2 Electrochemical impedance spectra of H22 coating immersed in seawater at different temperatures for 110d:(a)Nyquist plots:(b)Bode plots 图1为H2-2涂层体系在不同温度海水中浸泡 小.在图1(b)所示的Bode图中，低频阻抗模值达 1d的电化学交流阻抗谱图.在图1(a)所示的 到1GD·cm以上，高频相角值在很宽一段频率范围 Nyquist图中，不同温度下涂层电化学阻抗谱均为单 内保持在80°以上.涂层体系相当于具有很高值的 容抗半圆弧，随着温度的升高，半圆的直径逐渐减 电阻和很低值的电容并联构成的阻挡层，说明此时第 5 期 孙晓华等: 海水温度对深海用环氧涂层防护性能的影响 Laetitia 等［6］采用傅氏转换红外线光谱分析仪 /衰 减全反射技术研究了在18 ～ 50 ℃ 的不同阴离子同 位素溶液中环氧树脂对水的吸附和解吸附． Ochs 等［7］通过 EIS 技术研究了在 0. 01 mol KNO3 溶 液 中，循环温度( 5 ～ 85 ℃ ) 对有机涂层的影响． Fredj 等［8］用 EIS 技术和重量法研究了温度对浸泡在 30 g·L － 1 NaCl 溶液中的环氧涂层吸水情况的影 响． 目前，对于一些特殊工况环境中( 如深海环境 等) 的涂层失效问题研究较少． 本文以高固体厚膜 型环氧沥青鳞片防锈漆( H2--2) 为研究对象，采用 EIS 测试技术考察了环氧涂层在模拟深海温度条 件下的防护性能变化规律，为实海工程的科学选 材和合理利用提供依据． 1 实验方法 试样采用船用钢( 45 mm × 45 mm × 3 mm) 作为 基材，经喷砂处理至 Sa 2. 5 级，喷涂高固体厚膜型 环氧沥青鳞片防锈漆( H2--2，上海涂料研究所) ，在 室温下防尘放置 5 d，使其充分固化，干膜总厚度为 125 ± 10 μm． 实验介质为青岛天然海水． 实验温度通过高低 温交变实验箱控制，分别取 5、15 和 25 ℃ ． 电化学交流阻抗测试采用美国普林斯顿公司的 283 电化学工作站． 测试采用三电极体系，涂层试样 为工作电极，有效工作面积为 10 cm2 ，参比电极选用 饱和甘汞电极，辅助电极选用铂丝． 在开路电位下， 扫描频率范围为 10 － 2 ～ 105 Hz，交流正弦波激励信 号振幅为 20 mV． 2 结果与讨论 2. 1 温度对涂层交流阻抗谱的影响 分别测试了 5、15 和 25 ℃三个温度下高固体厚 膜型环氧沥青鳞片防锈漆涂层体系的电化学阻抗谱 图，其随浸泡时间的变化情况如图 1 和图 2 所示． 图 1 H2--2 涂层体系在不同温度海水中浸泡 1 d 的电化学阻抗谱． ( a) Nyquist 图; ( b) Bode 图 Fig． 1 Electrochemical impedance spectra of H2-2 coating immersed in seawater at different temperatures for 1 d: ( a) Nyquist plots; ( b) Bode plots 图 2 H2--2 涂层体系在不同温度海水中浸泡 110 d 的电化学阻抗谱． ( a) Nyquist 图; ( b) Bode 图 Fig． 2 Electrochemical impedance spectra of H2-2 coating immersed in seawater at different temperatures for 110 d: ( a) Nyquist plots; ( b) Bode plots 图 1 为 H2--2 涂层体系在不同温度海水中浸泡 1 d 的 电 化 学 交 流 阻 抗 谱 图． 在 图 1 ( a) 所 示 的 Nyquist 图中，不同温度下涂层电化学阻抗谱均为单 容抗半圆弧，随着温度的升高，半圆的直径逐渐减 小． 在图 1( b) 所示的 Bode 图中，低频阻抗模值达 到 1 GΩ·cm2 以上，高频相角值在很宽一段频率范围 内保持在 80°以上． 涂层体系相当于具有很高值的 电阻和很低值的电容并联构成的阻挡层，说明此时 ·571·