SiO2/环氧界面改性对涂层在NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响

摘要

本文以SiO2/环氧界面不同的结合方式对涂层耐蚀性能的影响为研究重点,选择了清漆、添加普通SiO2和添加表面改性SiO2的环氧聚酰胺涂层为研究对象,针对海洋环境特点选择了常压和高静水压力两种不同的实验环境,运用电化学阻抗技术、质量法测试、附着力测试等方法并结合涂料自身的力学性能对三种涂层在常压和高静水压力两种环境下的失效过程开展了系统研究。着重分析了SiO2/环氧界面的不同结合方式对涂层在两种环境下耐蚀性能的影响及作用机制。
　　 表层海水环境下,化学改性能够改善SiO2/环氧界面处的结合的情况,缓解SiO2团聚现象,提高了涂层的致密性,抑制水溶液在SiO2/环氧界面处的堆积,进而提高涂层的阻滞能力。同时SiO2/环氧界面化学改性的涂层使得金属基体的腐蚀受到了抑制,涂层的湿态附着能力得到提高。SiO2/环氧界面化学改性的涂层通过提高其阻滞性能和附着能力,延缓了其的失效过程,有效地提高涂层的防护能力。
　　 深海环境下,涂层在静水压力的作用下失效过程加快,并且静水压力在水溶液的传输阶段作用明显。静水压力并没有改变水溶液在涂层中的扩散形式,仍符合Fick扩散。但是高静水压力环境下水溶液在涂层中的扩散速度显著加快,同时扩散能力也显著增强。静水压力促进了金属基体腐蚀反应过程的进行。涂层的湿态附着力在高静水压力环境下丧失较快,发生腐蚀剥离的倾向更大。水溶液在涂层中的扩散过程的加快和涂层/金属界面的反应过程的加剧,使涂层的失效过程加快。高静水压力环境下,电容法能够用于研究水溶液在涂层中的传输行为,并且有很好的可靠性。同时运用电化学阻抗分形技术可一定程度的反映涂层/金属界面及涂层表面的形貌。
　　 深海环境下,传统的以物理结合为主的SiO2/环氧界面增加了其界面处的空隙,使得在静水压力的作用下水溶液的扩散速度加快,扩散能力增强。涂层的阻滞能力下降,进而影响涂层的防护性能。SiO2/环氧界面化学改性能够有效改善界面性能,即物理缺陷和化学特性,增加了水溶液的扩散难度,降低其扩散速度,使得涂层的阻滞能力增强,进而提高涂层的防护性能。