達克羅復合涂層體系的耐蝕性能與防護機制

達克羅涂層作為一種防腐耐蝕技術，不僅具有優良的耐蝕性能，而且因其污染小、無氫脆，已經在諸如汽車等許多領域廣泛應用。然而其機械性能差(尤其抗彎性能差、不耐磨損)，固化時間長等缺點極大地限制了達克羅涂層在實際中應用。因此本文采用復合涂層技術，來提高達克羅涂層的機械性能，進而深入的研究了復合體系的耐蝕性能與防護機制，并將紅外輻射固化技術用于達克羅涂層的固化，建立了快速便捷的達克羅固化工藝。 為對達克羅涂層有更深入的認知，本文首先通過EIS研究了達克羅涂層在3.5％NaCl溶液中的阻抗行為，發現并證明達克羅涂層中金屬粉的難溶性腐蝕產物在涂層表面和內部沉積所產生的封閉阻擋作用，也是達克羅涂層具有優良耐蝕性能的重要原因。 針對達克羅涂層機械性能差的缺點，采用有機/達克羅復合涂層的方法，來提高其機械性能，結果表明醇酸、聚氨酯、有機氟樹脂、苯丙乳液/達克羅復合體系較好的改善了達克羅的機械性能。同時，利用EIS結合SEM對復合體系在侵蝕介質中的耐蝕性能與防護機制進行了系統的研究，發現達克羅涂層中六價鉻的鈍化、腐蝕產物在界面的封閉堵塞及阻擋作用，有效的抑制了達克羅涂層腐蝕反應的進行，提高了復合體系的防護性能。而且證明在水性的苯丙乳液/達克羅復合體系中，存在樹脂微粒-腐蝕產物在界面處的互相滲透，該作用與六價鉻的鈍化、腐蝕產物在界面的封閉堵塞及阻擋綜合，使得該體系具有優于溶劑型復合體系的防護性能。復合體系防護能力的順序為：氟樹脂＞苯丙乳液＞聚氨酯＞醇酸/達克羅體系。 由于有機/達克羅復合體系長期使用過程中，出現了機械性能下降以及有機層與達克羅剝離的鼓泡現象，因此采用氨基硅烷(γ-APS)對達克羅表面進行預處理，提高了復合體系浸泡后的機械性能。EIS結合SEM的結果表明硅烷膜主要是通過減少達克羅底層的活性表面、進而抑制達克羅底層的腐蝕反應來影響有機/達克羅體系腐蝕行為。γ-APS預處理較大程度地提高了聚氨酯和醇酸/達克羅復合涂層體系的防護性能，其根本機制在于達克羅表面硅烷膜阻礙了侵蝕性粒子的擴散以及界面處腐蝕產物的傳輸。但硅烷膜也抑制了苯丙乳液體系存在的可以Ⅰ提高防護性能的界面作用，反而降低了該體系的防護性能。 為滿足具有一定使用溫度和沖刷磨損的環境，并降低有機/達克羅復合體系的厚度，開發出了SiO2溶膠/達克羅的復合體系。結果表明，有機基團的引入消除了溶膠層固化時固有的微裂紋，納米級的SiO2溶膠微粒進入了達克羅表面的縫隙中。復合體系以較薄的厚度(5～7μm)改善了達克羅的機械性能，而且明顯的提高了達克羅涂層的沖刷磨損性能(失重速率為達克羅的1/4)。電化學研究也表明溶膠復合后的體系降低了自腐蝕電流，提高了自腐蝕電位。EIS譜上呈現的明顯的擴散特征，說明溶膠層有效地抑制了腐蝕介質的擴散。因此，該復合體系顯著提高了達克羅的耐蝕性能(鹽霧出現銹蝕的時間延長了3倍)。 達克羅涂層的常規固化時間較長、不利于戶外操作，針對這一缺陷，將紅外輻射加熱技術用于達克羅的固化以縮短固化時間。初步確定了達克羅涂層輻射固化的最佳工藝為：290～310℃，7min～8min。該工藝將固化時間縮短了2/3，所得到的達克羅涂層具有與常規固化相同的耐蝕性能。