D0I:10.13374/1.issm100I103.2008.02.009 第30卷第2期 北京科技大学学报 Vol.30 No.2 2008年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feh.2008 光辐射对丙烯酸聚氨酯涂层防腐保护性能的影响 王玲高瑾李晓刚胡建文 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要以氙灯为光源，对丙烯酸聚氨酯涂层/碳钢体系进行人工加速老化实验，用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学显微 镜和光泽仪对老化的涂层进行分析表征，用盐雾实验测试涂层老化后的防腐性能，初步探讨了光辐射对涂层保护性能的影 响·结果表明，不同老化周期的体系在盐雾实验后，表面涂层的保护状态均基本完好，但膜下金属腐蚀程度随老化时间的增加 而加剧.其原因是：光辐射使涂层中C一N键断裂，且随老化时间的延长，涂层表面粗糙程度增加，光泽度下降：涂层化学结构 及表面状态的变化加速了腐蚀介质在涂层中的渗透，从而导致膜下金属腐蚀加重· 关键词丙烯酸聚氨酯涂层：人工加速老化：氙灯：膜下腐蚀 分类号TG174.2 Effect of photo-radiation on anti-corrosion and protection performance of acrylic polyurethane coating WA NG Ling,GAO Jin,LI Xiaogang.HU Jianwen School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT To evaluate the aging behavior of acrylic polyurethane coating/carbon steel system.an artificial accelerated aging test was carried out with the aid of a xenon lamp.The aged coatings were characterized with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR),optical microscope and vancometer.The corrosion resistance of the aged coatings was evaluated by salt spray test,and the effect of photo"radiation on the corrosion of the metal underneath the coating was investigated preliminary.The results show that the coatings with different aging periods all keep good protection state after salt spray test.However,the metal underneath the coating is corroded more severely with the increase of aging time.It can be concluded that the C-N bond of the coating breaks after the expo- sure to photo"radiation,which causes the increase in surface roughness and the decrease in gloss with the increase of aging time.Fur- thermore.these surface changes build the access to the underneath metal,which accelerates the penetration of medium into the coat- ing and therefore makes the metal corrode severely. KEY WORDS acrylic polyurethane coating:artificial accelerated aging:xenon lamp:underfilm corrosion 有机涂层是迄今为止金属防腐最有效、经济和 机理，因此，研究西部地区的涂层老化规律，尤其是 应用最普遍的方法].随着我国西部地区的发展 强太阳光辐射造成的涂层光损伤及其对膜下金属腐 和建设，涂层在西部的应用也越来越广泛·但涂层 蚀的影响十分必要，本文结合我国西部地区典型自 对西部地区的光辐射强、昼夜温差大等苛刻环境条 然环境的特点，采用氙灯老化实验箱对丙烯酸聚氨 件更为敏感，使得涂层较快地发生老化，如变色和粉 酯涂层进行多因素加速老化实验，初步研究了涂层 化，严重影响其保护性能和使用寿命]， 的早期光老化（即老化时间比较短）规律及光辐射对 西部地区的建设和发展迫切需要了解和掌握高 膜下金属腐蚀的影响， 分子涂层在我国西部典型自然环境中的老化规律及 1实验材料及方法 收稿日期：2006-11-21修回日期：2006-12-27 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.50571013):科技部科 1.1试样制备 技条件平台建设项目(No-2005DKA10400) 钢板规格为135mmX45mm×1mm,经喷砂处 作者简介：王玲(1982-)，女，硕士研究生：高瑾(1963-)，女， 理后，选用丙烯酸聚氨酯面漆及丙烯酸聚氨酯底漆， 副教授，硕士 以刷涂方式制备，涂层厚度约为140m,光辐射对丙烯酸聚氨酯涂层防腐保护性能的影响 王 玲 高 瑾 李晓刚 胡建文 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 摘 要 以氙灯为光源‚对丙烯酸聚氨酯涂层／碳钢体系进行人工加速老化实验‚用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、光学显微 镜和光泽仪对老化的涂层进行分析表征‚用盐雾实验测试涂层老化后的防腐性能‚初步探讨了光辐射对涂层保护性能的影 响．结果表明‚不同老化周期的体系在盐雾实验后‚表面涂层的保护状态均基本完好‚但膜下金属腐蚀程度随老化时间的增加 而加剧．其原因是：光辐射使涂层中 C—N 键断裂‚且随老化时间的延长‚涂层表面粗糙程度增加‚光泽度下降；涂层化学结构 及表面状态的变化加速了腐蚀介质在涂层中的渗透‚从而导致膜下金属腐蚀加重． 关键词 丙烯酸聚氨酯涂层；人工加速老化；氙灯；膜下腐蚀 分类号 TG174∙2 Effect of photo-radiation on ant-i corrosion and protection performance of acrylic polyurethane coating W A NG Ling‚GA O Jin‚LI Xiaogang‚HU Jianwen School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT To evaluate the aging behavior of acrylic polyurethane coating／carbon steel system‚an artificial accelerated aging test was carried out with the aid of a xenon lamp．T he aged coatings were characterized with Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR）‚optical microscope and vancometer．T he corrosion resistance of the aged coatings was evaluated by salt spray test‚and the effect of photo-radiation on the corrosion of the metal underneath the coating was investigated preliminary．T he results show that the coatings with different aging periods all keep good protection state after salt spray test．However‚the metal underneath the coating is corroded more severely with the increase of aging time．It can be concluded that the C─N bond of the coating breaks after the expo￾sure to photo-radiation‚which causes the increase in surface roughness and the decrease in gloss with the increase of aging time．Fur￾thermore‚these surface changes build the access to the underneath metal‚which accelerates the penetration of medium into the coat￾ing and therefore makes the metal corrode severely． KEY WORDS acrylic polyurethane coating；artificial accelerated aging；xenon lamp；underfilm corrosion 收稿日期：2006-11-21 修回日期：2006-12-27 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50571013）；科技部科 技条件平台建设项目（No．2005DKA10400） 作者简介：王 玲（1982—）‚女‚硕士研究生；高 瑾（1963—）‚女‚ 副教授‚硕士 有机涂层是迄今为止金属防腐最有效、经济和 应用最普遍的方法［1—2］．随着我国西部地区的发展 和建设‚涂层在西部的应用也越来越广泛．但涂层 对西部地区的光辐射强、昼夜温差大等苛刻环境条 件更为敏感‚使得涂层较快地发生老化‚如变色和粉 化‚严重影响其保护性能和使用寿命［3］． 西部地区的建设和发展迫切需要了解和掌握高 分子涂层在我国西部典型自然环境中的老化规律及 机理．因此‚研究西部地区的涂层老化规律‚尤其是 强太阳光辐射造成的涂层光损伤及其对膜下金属腐 蚀的影响十分必要．本文结合我国西部地区典型自 然环境的特点‚采用氙灯老化实验箱对丙烯酸聚氨 酯涂层进行多因素加速老化实验‚初步研究了涂层 的早期光老化（即老化时间比较短）规律及光辐射对 膜下金属腐蚀的影响． 1 实验材料及方法 1∙1 试样制备 钢板规格为135mm×45mm×1mm‚经喷砂处 理后‚选用丙烯酸聚氨酯面漆及丙烯酸聚氨酯底漆‚ 以刷涂方式制备‚涂层厚度约为140μm． 第30卷 第2期 2008年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．2 Feb．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．02．009