第2期 王玲等：光辐射对丙烯酸聚氨酯涂层防腐保护性能的影响 153. 1.2实验方法 光泽度计测量涂层的光泽度 (I)老化实验，采用美国ATLAS氙灯老化实 2结果与讨论 验箱，对涂层进行人工加速老化实验.，实验条件为： 102min光照+18min雨淋. 2.1老化过程涂层表面及膜下金属腐蚀特征 (2)盐雾实验，参考ASTM B117,采用 为考察不同老化时间后涂层的保护性能，对未 NQ0105型气流式盐雾箱对老化前及不同老化周 老化、老化500h和800h的试样进行中性盐雾实 期后的试样进行中性盐雾实验， 验.盐雾实验15d后，为观察划线处涂层表面的形 (3)性能表征，采用美国NEXUS670型傅里叶 貌，将划线周围的锈迹轻轻去除，发现不同老化周期 变换红外光谱仪分析涂层的化学结构；VHX一1O0K 的体系，其涂层表面的宏观状态基本完好且差别很 型三维显微系统和Reichert-Jung显微镜观察涂层 小（见图1），只在划线槽内部发生腐蚀，而划线槽附 表面及膜下金属腐蚀的形貌；XGP系列便携式镜向 近的涂层并没有发生起泡或者剥离等破坏现象，说 a (b) 图1盐雾实验15d后涂层的宏观形貌.(a)未老化；(b)老化500h；(c)老化800h Fig-1 Surface images of coatings after salt spray test for 15d:(a)unaged:(b)aged for 500h:(c)aged for 800h 明早期光辐射对涂层的外观影响较小. 对而言，未老化试样的划线槽周围腐蚀程度最轻；老 为进一步研究光辐射对膜下金属腐蚀的影响， 化500h试样表面的锈迹已经将整个划线槽覆盖； 将基体表面的涂层去除，发现三种试样的基体划线 而老化800h的试样，沿划线槽边缘已出现了锈迹 槽附近均发生了不同程度的腐蚀，如图2所示.相 的扩展趋势，说明随着光辐射时间的延长，涂层对 1 mm 1mm I mm 图2盐雾实验15d后膜下金属腐蚀形貌.(a)未老化；(b)老化500h:(c)老化800h Fig.2 Micrographs of corroded metal under the coatings after salt spray test for 15d:(a)unaged:(b)aged for 500h:(e)aged for 800h 金属的保护作用已经逐渐下降 划线槽附近的金属腐蚀甚至产生锈蚀的扩展，使涂 综合以上结果可以看出，老化时间不同的体系 层的实际保护性能逐渐下降 在盐雾实验后，虽然涂层外观变化很小，但膜下金属 2.2光辐射对涂层保护性能影响分析 已发生不同程度的腐蚀，说明早期光辐射对膜下金 涂层对金属的保护作用，主要是对腐蚀性介质 属腐蚀已有显著的影响，分析其原因，认为试样老 的阻挡作用，使之不容易进入涂层/金属界面而侵蚀 化时间越长，在盐雾实验中腐蚀介质越容易通过老 金属.以下着重从光辐射导致的涂层化学结构及表 化涂层逐渐渗入到涂层/金属界面上，加剧金属的腐 面状态的变化来分析涂层在光辐射下的早期老化及 蚀；同时，涂层/基体间的结合力可能随着老化时间 对其保护性能的影响， 的加长逐渐下降，划线槽内的腐蚀介质更易进一步 2.2.1涂层化学结构的变化 破坏界面结合力并沿划线槽向周围扩散，从而加剧 图3为相同厚度的涂层老化前后的红外光谱1∙2 实验方法 （1） 老化实验．采用美国 ATLAS 氙灯老化实 验箱‚对涂层进行人工加速老化实验．实验条件为： 102min 光照＋18min 雨淋． （2） 盐 雾 实 验． 参 考 AST M B117‚采 用 NQ—0105型气流式盐雾箱对老化前及不同老化周 期后的试样进行中性盐雾实验． （3） 性能表征．采用美国 NEXUS670型傅里叶 变换红外光谱仪分析涂层的化学结构；VHX—100K 型三维显微系统和 Reichert-Jung 显微镜观察涂层 表面及膜下金属腐蚀的形貌；XGP 系列便携式镜向 光泽度计测量涂层的光泽度． 2 结果与讨论 2∙1 老化过程涂层表面及膜下金属腐蚀特征 为考察不同老化时间后涂层的保护性能‚对未 老化、老化500h 和800h 的试样进行中性盐雾实 验．盐雾实验15d 后‚为观察划线处涂层表面的形 貌‚将划线周围的锈迹轻轻去除‚发现不同老化周期 的体系‚其涂层表面的宏观状态基本完好且差别很 小（见图1）‚只在划线槽内部发生腐蚀‚而划线槽附 近的涂层并没有发生起泡或者剥离等破坏现象‚说 图1 盐雾实验15d 后涂层的宏观形貌．（a） 未老化；（b） 老化500h；（c） 老化800h Fig．1 Surface images of coatings after salt spray test for15d：（a） unaged；（b） aged for500h；（c） aged for800h 明早期光辐射对涂层的外观影响较小． 为进一步研究光辐射对膜下金属腐蚀的影响‚ 将基体表面的涂层去除‚发现三种试样的基体划线 槽附近均发生了不同程度的腐蚀‚如图2所示．相 对而言‚未老化试样的划线槽周围腐蚀程度最轻；老 化500h 试样表面的锈迹已经将整个划线槽覆盖； 而老化800h 的试样‚沿划线槽边缘已出现了锈迹 的扩展趋势．说明随着光辐射时间的延长‚涂层对 图2 盐雾实验15d 后膜下金属腐蚀形貌．（a） 未老化；（b） 老化500h；（c） 老化800h Fig．2 Micrographs of corroded metal under the coatings after salt spray test for15d：（a） unaged；（b） aged for500h；（c） aged for800h 金属的保护作用已经逐渐下降． 综合以上结果可以看出‚老化时间不同的体系 在盐雾实验后‚虽然涂层外观变化很小‚但膜下金属 已发生不同程度的腐蚀‚说明早期光辐射对膜下金 属腐蚀已有显著的影响．分析其原因‚认为试样老 化时间越长‚在盐雾实验中腐蚀介质越容易通过老 化涂层逐渐渗入到涂层／金属界面上‚加剧金属的腐 蚀；同时‚涂层／基体间的结合力可能随着老化时间 的加长逐渐下降‚划线槽内的腐蚀介质更易进一步 破坏界面结合力并沿划线槽向周围扩散‚从而加剧 划线槽附近的金属腐蚀甚至产生锈蚀的扩展‚使涂 层的实际保护性能逐渐下降． 2∙2 光辐射对涂层保护性能影响分析 涂层对金属的保护作用‚主要是对腐蚀性介质 的阻挡作用‚使之不容易进入涂层／金属界面而侵蚀 金属．以下着重从光辐射导致的涂层化学结构及表 面状态的变化来分析涂层在光辐射下的早期老化及 对其保护性能的影响． 2∙2∙1 涂层化学结构的变化 图3为相同厚度的涂层老化前后的红外光谱 第2期 王 玲等： 光辐射对丙烯酸聚氨酯涂层防腐保护性能的影响 ·153·