污损释放型涂层服役寿命模型与室内加速评价方法研究

摘要

目的基于典型污损释放型防污涂层浅海挂板试验,考察涂层防污性能得分及关键防污特性参数随浸海时间的变化规律,构建污损释放型防污涂层服役寿命模型,并推算关键防污特性参数的失效临界值,以此为评价依据,建立防污涂层室内加速评价方法。方法依据GB/T 5370—2007《防污漆样板浅海浸泡试验方法》进行浅海挂板试验,收集青岛、厦门、三亚3个海域涂层的表面能、粗糙度、硬度、Si—CH_(3)/Si—O—Si比值以及防污性能得分等各项性能数据。通过数学分析确立涂层防污性能得分与关键防污特性参数之间的关系,并计算涂层失效时各参数的临界值。设计室内加速老化试验,对比室内加速老化试验与浅海挂板试验中涂层各项性能的变化趋势,分析两者间的相关性。借助X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱研究涂层的失效机制。结果及结论结果表明,室内加速老化试验数据与浅海挂板试验数据具有较好的相关性。基于涂层的表面能、粗糙度、Si—CH_(3)/Si—O—Si比值测试可以得出,室内加速老化1 h相当于实海浸泡0.1 a的水平。涂层失效主要是由于组成涂层主体的有机硅Si—O—Si主链发生降解,侧链的C—H也被氧化断裂,生成了亲水性的—OH等基团,并在表面形成了无机硅氧化物。