摘要：

通过傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）及电化学测试等技术，研究了环氧涂层在不同大气环境中的老化规律及涂层物理性能、腐蚀防护性能的演变。

其中环境1与环境2纬度、平均温度基本相同，环境1的光照强度高于环境2，湿度低于环境2。研究表明：涂层失光率与黄色指数随光照时间的增加而显著增大。

涂层接触角、附着力随光照时间的增加呈下降趋势。光照12个月后发生明显变化，环境1与环境2环氧涂的接触角由初始的75.2°分别下降到40.5°和38.3°，附着力由最初的1.7MPa分别降低到0.3MPa与0.2MPa。

随着光照时间的延长，涂层老化降解明显，表面出现显微缺陷，涂层的保护性能降低。光照时间超过5个月后，环境1与环境2中环氧涂层电化学阻抗谱都表现出两个时间常数的特征，说明涂层开始失去保护性能。

前言

环氧树脂作为一种常用的防腐涂料，其具有良好的成膜性能与优异的附着力［1-2］；

普遍用作涂装金属的底漆，经常和聚氨酯等其他涂料搭配使用，共同组成性能良好的复合涂层［3-4］，在机械、电力、交通、建筑等领域有着十分广泛的应用［5-7］。

但是环氧清漆涂层耐紫外辐照能力较差，当复合涂层中面漆产生破坏，环氧底漆光照在环境中时极易老化和腐蚀。

为更好地研究和理解环氧涂层在中国内陆两种不同环境下，其光照过程中老化行为的变化与防护性能的失效过程。

通过研究涂层失光率与黄色指数等老化指标，接触角与附着力等物理性能以及涂层微观形貌与电化学曲线等防护性能，为环氧涂层的老化和防护性能变化规律提供一定理论分析依据与数据支撑。

1 实验部分

1.1 实验材料与制备

基体材料为普通碳钢，涂层为双组分的环氧清漆。其他分析纯药品包括：丙酮、无水乙醇、氯化钠。选用样品尺寸：100mm×75mm×1mm，每周期平行试样为3个。

试样经240＃、400＃、500＃水砂纸逐级打磨和丙酮除油、超声波清洗、无水乙醇除水处理后，放入干燥器中贮存备用。

根据GB1727–92［8］制备环氧清漆，清漆刷涂两道，每道厚度约为25μm，涂装间隔为24h。

涂层初始厚度约为50μm。通过硅胶将试样的四边和背面进行密封，室温干燥24h后放入干燥器中备用。 

1.2 性能测试

1.2.1 大气暴露实验

在环境1和环境2两个大气光照试验站进行野外暴露实验［9］，试样暴露周期为15d至1年，共9个周期，光照角度45°。

其中环境1与环境2纬度、平均温度基本相同，环境1的光照强度高于环境2，湿度低于环境2。

1.2.2 涂层测试

通过智能型红外光谱仪（NicolectNexus670）测试不同光照时间涂层的红外光谱。

测试条件为：工作电压220V，扫描范围为400～4000cm-1，分辨率4cm-1。采用扫描电子显微镜观测不同老化周期涂层表面微观形貌的变化。

为了对涂层光照损失量（原始厚度与光照涂层厚度差）进行统计，利用测厚仪对不同光照周期的涂层进行厚度检测。

为保证测试结果的可靠性，每块试样光照前后均测试12个点，同时避开涂层裂纹、鼓泡等失效部位，并得出平均值。测量漆膜老化前后光泽度的变化［10］，实验采用的仪器是XGP系列便携式镜向光泽度计，入射角为60°。

参考GB / T6749–1997［11］，采用Color-Eye XTH型色度计（美国Gretag Macbeth）检测空白试样和老化不同时间后涂膜的黄色指数。

每个样品的测试点不少于5个，取平均值。通过测量去离子水在不同实验周期的试样表面的接触角，每个试样测试点为7个，并取平均值。

采用PosiTest拉拔式附着力测试仪，测定涂层老化试验前和不同周期的试样涂层与基体界面的结合力，每个试样测试3处，取其平均值。

通过Auto lab电化学工作站及传统三电极电化学装置，进行涂层的电化学....