普通防腐涂料遵循传统防腐机理(lǐ),在施工后容易出现几个缺陷,如涂层起泡、涂层的湿附着力、腐蚀性介质在涂层中的渗透等。
1、涂层起泡
有(yǒu)學(xué)者曾提出涂层吸水體(tǐ)积膨胀、涂层包含气體(tǐ)、電(diàn)渗透及渗透压都会导致涂层起泡,但还未有(yǒu)一个机制能(néng)圆满解释各种现象。相较而言,渗透压导致涂层起泡机制被普遍接受。有(yǒu)机涂层表面难以避免由于工艺或外界因素造成的孔道缺陷,孔的形成本不利于形成渗透压,但经过孔到达涂层/金属基體(tǐ)界面的腐蚀性介质造成腐蚀而形成的污染物(wù)(腐蚀产物(wù))阻塞了孔道,可(kě)产生渗透压,且污染物(wù)有(yǒu)足够的机械强度抵抗渗透压,因而具备了起泡的条件。界面处的金属受到腐蚀后,生成的腐蚀产物(wù)与水形成高浓度的盐溶液,使外部环境中的水不断地向界面处渗透,形成渗透压,在这个过程中涂层相当于一个半渗透膜。随着可(kě)溶性盐不断溶解,渗透压不断增加,大量的水不断地渗入这些區(qū)域并使體(tǐ)积不断膨胀,在有(yǒu)机涂层附着力弱的區(qū)域,涂层将与基體(tǐ)脱层形成鼓泡。
2 、涂层湿附着力差
关于附着机制,目前主要有(yǒu)吸附理(lǐ)论、扩散理(lǐ)论、静電(diàn)理(lǐ)论、化學(xué)键和理(lǐ)论和机械键合理(lǐ)论,这些理(lǐ)论适用(yòng)于不同的状况,在实际情况中,往往是几种机制在同时起作用(yòng)。干态时的附着力是涂层的一项重要机械性能(néng)参数,当有(yǒu)水渗透到涂层/基體(tǐ)界面处时,会影响甚至改变涂层的吸附机制,导致其附着力(湿附着力)与干态下的附着力有(yǒu)很(hěn)大差异。涂层粘结破坏现象实际上是极复杂的热-动力學(xué)过程。具體(tǐ)说,被涂金属表面往往存在金属氧化物(wù)及吸附的水分(fēn)子,涂层中有(yǒu)机高分(fēn)子含氧极性基团可(kě)以和这些氧化物(wù)、水分(fēn)子形成氢键结合,当涂层在环境湿度或水的作用(yòng)下,水分(fēn)子会通过渗透达到界面,使涂层与基體(tǐ)的结合键断裂而失去附着力。一旦将涂层置于干燥态,界面上的水分(fēn)子逸离涂层,该涂层与基體(tǐ)的结合又(yòu)可(kě)恢复。当涂层丧失湿附着力时,将会导致其从金属基體(tǐ)的剥离,这时其他(tā)性能(néng)将毫无意义。
3 、涂层产生微孔
导致涂层失效的重要因素是水、氧气和离子,目前对这三种腐蚀性介质在涂层中的渗透行為(wèi)目前还没有(yǒu)清晰确定的认识。在涂层使用(yòng)过程中,各种外界因素会导致其表面及内部出现微孔,腐蚀性介质便有(yǒu)了直接的通道到达金属基體(tǐ)表面,加速腐蚀。因此涂层内部的微观结构、及其机械性能(néng)等因素,对微孔的产生机制至关重要,需要进一步研究。以上问题是有(yǒu)机涂层失效的主要形式,長(cháng)时间以来一直未能(néng)得到根本解决。
所以一个長(cháng)效防腐蚀涂层體(tǐ)系应该具备四个特点:抗渗透的屏蔽性能(néng)、涂层自身成分(fēn)极其稳定、附着力及湿膜附着优良、内应力小(xiǎo),否则谈不上涂层長(cháng)效抗渗透、缓蚀、電(diàn)化學(xué)保护三种作用(yòng),在传统的涂料中无法组合实现如上述的四大特点,如富锌涂料,用(yòng)的是阴极保护作用(yòng),涂层导電(diàn),活泼金属的加入造成涂层成分(fēn)不稳定,极易与酸碱盐溶液反应,加之填料间隙较大,造成抗渗透能(néng)力不强,一旦形成划痕,就产生了原電(diàn)池,形成了大阳极小(xiǎo)阴极腐蚀模型,一定程度上延缓腐蚀进程,锌粉与介质反应后生成的腐蚀产物(wù)导電(diàn)性不佳,一旦腐蚀产生,则阴极保护能(néng)力减弱直至消失,甚至堵塞孔隙,产生的腐蚀氢气加之渗透膜的产生,水不断往膜内侧渗透,形成漆膜起泡,附着力丧失。
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