淺析幾種典型防腐涂料涂層失效的形式
有機(jī)防腐涂料涂層的失效不同于金屬涂層或金屬材料的腐蝕,在失效過程中并沒有電流產(chǎn)生,因此它不是電化學(xué)腐蝕,而是物理和化學(xué)的腐蝕作用。化學(xué)腐蝕介質(zhì)對(duì)涂層的化學(xué)作用,引起涂層材料溶解或分解,如化工廠內(nèi)的強(qiáng)酸、堿、鹽對(duì)涂層的直接腐蝕,稱為化學(xué)溶蝕。涂層的老化在化學(xué)上是指有機(jī)涂膜的鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子漸漸降解為小分子,其原因有熱的作用、光的作用、機(jī)械的作用、氧化劑或大氣中氧的影響等,以及水、酸和堿的作用等。
一、涂層失效的典型形式
1.剝落和脫皮
剝落通常是因?yàn)楸砻嫣幚聿涣?,基材或不同防腐涂料涂層間有污物,如灰塵、臟物、油脂或化學(xué)物質(zhì)等,兩道涂層間的固化時(shí)間過長(zhǎng),或者上道涂層表面產(chǎn)生了粉化。剝落的涂料涂層硬而脆,可以從底材上撕下。一旦涂層開裂,邊緣會(huì)從底材上卷起,就會(huì)產(chǎn)生剝落的可能。脫皮主要是因?yàn)榭箯埗雀哂诟街鴱?qiáng)度或者結(jié)合強(qiáng)度而造成的,它包括從底面上脫皮或者涂層間的脫皮??赡艿脑蛴校?
(1)表面處理不良;
(2)涂層間有污物,如水、油脂等;
(3)超過了最大涂裝間隔期;
(4)涂料本身的結(jié)合力不強(qiáng),不同涂料因?yàn)槿軇┎煌斐傻牟患嫒荨?
2.皂化
在鍍表面涂裝涂料時(shí),需要注意的是醇酸樹脂漆、酚醛樹脂漆和環(huán)氧酯涂料等否則極易與鋅產(chǎn)生皂化反應(yīng),而產(chǎn)生涂料的剝落。因此在鍍鋅件表面涂裝時(shí),通常要涂裝一道環(huán)氧鋅鉻黃涂料或環(huán)氧磷酸鋅涂料作為過渡涂料涂層,才能保證后續(xù)涂料具有良好的附著力。同樣的道理,這些涂料也不能直接涂在富鋅漆表面。環(huán)氧富鋅涂料或無機(jī)富鋅涂料表面通常使用高性能的改性環(huán)氧涂料和聚氨酯防腐涂料。
3.咬底
咬底現(xiàn)象主要是氧化干燥型涂料表面涂裝了含有強(qiáng)溶劑的涂料進(jìn)行復(fù)涂時(shí)所產(chǎn)生的,強(qiáng)溶劑會(huì)把上道涂層咬起來,長(zhǎng)時(shí)間后涂層與底材間就會(huì)失去附著力。比如環(huán)氧防腐涂料、氧化橡膠涂料和聚氨酯防腐涂料等涂覆在醇酸涂料表面,很容易產(chǎn)生咬底。在舊涂層維修涂裝時(shí),要特別注意這個(gè)問題,最好要先詢問了解以前的涂料涂裝體系。如不明確,實(shí)際涂裝中,可以先進(jìn)行小面積的試驗(yàn),觀察發(fā)生的結(jié)果。造成咬底現(xiàn)象的其它原因還有可能是表面有蠟,上道涂層干燥不足或者層間附著力不足等。
4.起泡
涂層起泡是一種較為常見的涂層缺陷,起泡里面有時(shí)干燥的,有時(shí)里面有液體。涂層起泡大小通常與底材的附著力強(qiáng)度、層間附著力強(qiáng)度,以及氣泡或水泡內(nèi)的壓力有關(guān)。起泡有時(shí)發(fā)生在涂料涂層系統(tǒng)和基體材料之間,有時(shí)發(fā)生在涂層之間。有時(shí)起泡還會(huì)發(fā)生在單一涂層內(nèi),這主要是有空氣或溶劑殘留在漆膜或涂層體系中。起泡也可能是因?yàn)楸砻嫔嫌须s質(zhì),如油脂、石蠟和灰塵等這些降低涂層附著力的因素。潮氣會(huì)向著涂層低附著力的地方滲透,這時(shí)就容易起泡。當(dāng)同時(shí)使用陰極保護(hù)和涂料體系時(shí),如果陰極保護(hù)太過而在涂層下的金屬基體上產(chǎn)生足夠量的氫氣時(shí),所產(chǎn)生的壓力就會(huì)導(dǎo)致起泡。腐蝕過的舊鋼材表面,因?yàn)橛宣}分和氧化物存在于蝕孔中,最易導(dǎo)致點(diǎn)蝕和起泡。腐蝕性氣體,如H2S、HC1和CO2等,會(huì)穿過涂層并被吸收,與底材表面發(fā)生反應(yīng),而后所產(chǎn)生的壓力使涂膜拱起。電焊時(shí)留下的焊煙也會(huì)造成這種情況。涂料中的溶劑揮發(fā)不良,殘留在涂層中,也會(huì)導(dǎo)致起泡。溶劑對(duì)水的敏感程度能增加涂膜對(duì)水分子吸收以及潮氣在涂料中的轉(zhuǎn)移。如果涂料的附著力本身不好,隨著耐水性的下降,涂層就會(huì)起泡。涂層表面溫度也會(huì)使殘留溶劑產(chǎn)生足夠的蒸氣壓力引起涂層起泡。
5.爆孔
漆膜近表面形成的氣泡稱為起泡,表面破裂而未流平就是爆孔,很細(xì)小的爆孔有時(shí)稱為針孔、針眼等,會(huì)對(duì)整個(gè)涂層的裝飾性和腐蝕防護(hù)性能帶來影響。爆孔發(fā)生于濕膜表層黏度已增到高水平而底層還留有揮發(fā)物的情況。濕膜表面的揮發(fā)很快,這使得表層的黏度比含有較多溶劑的底層高,在溫度升高時(shí),底層涂料中揮發(fā)的溶劑形成的氣泡不能容易地穿透高黏度的表層。當(dāng)溫度再度升高,氣泡膨脹,最終穿透表層而破裂成爆孔。此時(shí)的濕膜黏度已高到不可能流動(dòng)來彌合爆孔。爆孔也可能會(huì)因?yàn)榭諝庀萑霛衲ざ斐?,比如刷涂或輥涂水性涂料時(shí)很容易反空氣泡陷入漆膜。
6.魚眼
縮孔有時(shí)被稱為魚眼。涂裝施工和防腐涂料本身都有可能產(chǎn)生縮孔。表面張力較高的涂料要比低表面張力的更易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。被涂表面可能不會(huì)完全被涂料所潤(rùn)濕,油脂、灰塵、濕氣、硅油或其它雜質(zhì)等經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致這種缺陷。當(dāng)漆膜有產(chǎn)生縮孔的趨向時(shí),很細(xì)小的雜質(zhì)都會(huì)加重縮孔。鋼板表面的油污水分等可能是噴砂時(shí)的不潔空氣帶來的,因此在噴砂設(shè)備壓縮空氣機(jī)上一定要加裝油水分離器??s孔通常出現(xiàn)在涂料干燥之前,所以在濕膜上除去它并重新進(jìn)行涂漆是最通常的做法,如果是固化型涂料,要等它固化后,打毛磨平縮孔區(qū)域,進(jìn)行修補(bǔ)。
7.針孔或漏涂點(diǎn)
噴涂技巧不好的話,如空氣壓力過大,漆膜過厚,過量的通風(fēng)或大風(fēng),以及噴涂時(shí)距離太遠(yuǎn),都會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)坑點(diǎn)、針孔和漏涂。對(duì)于針孔的修補(bǔ)先要進(jìn)行打磨,然后用含鋁粉或去鐵的涂料封閉這些缺陷,并達(dá)到正確的膜厚。但是如果針孔很嚴(yán)重,通常很難消除,中間的空氣會(huì)在新涂層中逃逸而出現(xiàn)新針孔,這時(shí)只能除去涂層重新涂裝。
8.涂層開裂
在很多情況下,涂層開裂是因?yàn)橥苛媳旧淼呐浞皆颍蛘咭驗(yàn)槔匣惋L(fēng)化而導(dǎo)致的。開裂主要有三種現(xiàn)象:表面細(xì)裂、開裂和龜裂。
(1)表面細(xì)裂。細(xì)裂可以定義為涂層表面的細(xì)小破裂。這是一種表面現(xiàn)象,不會(huì)滲透到涂層深處。有些細(xì)裂用肉眼是看不見的,僅能用放大鏡才能看得到。大多數(shù)情況下,細(xì)裂的產(chǎn)生是由于樹脂和顏料搭配不當(dāng)造成的。雖說細(xì)裂沒有深入到底材,但是由于氣候的變化,風(fēng)雨冷熱等,會(huì)導(dǎo)致表面細(xì)裂的進(jìn)一步惡化。
(2)開裂。涂層的破裂從表面延伸到底材表面時(shí)稱為開裂。細(xì)裂和開裂都是因?yàn)槠崮さ膽?yīng)力大于涂層的強(qiáng)度所造成的。細(xì)裂是涂層表面的應(yīng)力所造成的;開明是漆膜到底材間的應(yīng)力造成的。漆膜越厚,漆膜內(nèi)的應(yīng)力越大。相對(duì)較厚的漆膜加上溫度的變化(膨脹或收縮)會(huì)產(chǎn)生開裂。
(3)龜裂,也稱為泥裂,多發(fā)生在高顏填料的涂料厚漆膜施工時(shí)。這種缺陷多見于通風(fēng)不良的內(nèi)角處。水性涂料和無機(jī)富鋅涂料,是高填料型的,經(jīng)常會(huì)發(fā)生龜裂。龜裂也是一種立即發(fā)生的反應(yīng),溶劑或水從涂料中揮發(fā)干透后就會(huì)發(fā)生。這是因?yàn)殇\粉高顏基比狀態(tài)的原因。當(dāng)龜裂發(fā)生時(shí),涂層會(huì)喪失附著力,必須全部除去后重涂。
9.起皺
涂層起皺通常發(fā)生在油性漆、醇酸漆和酚醛漆中。這些涂料中通常要加入催干劑來加速干燥速度。一些是用于加速表面強(qiáng)化,另一些是用來從底到面的均勻干燥。如果涂料含有過量的催干劑,在涂層較厚的地方可能發(fā)生起皺。溫度對(duì)起皺的作用相當(dāng)大,常溫下不起皺的涂料,在烘烤時(shí)溫度的升高,表面固化遠(yuǎn)已于其本體的固化,就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的起皺。在較冷的溫度下施工厚膜型涂料,或在熱天太陽(yáng)照射下,涂料表面的快速干燥、底漆的潮濕等,都會(huì)引發(fā)起皺。
10.粉化
粉化主要是由于太陽(yáng)紫外線導(dǎo)致的表面現(xiàn)象(陰影區(qū)很少粉化)。然而,所有的空氣中反應(yīng)物,如濕氣、氧化和大氣污染等,都會(huì)是粉化作用的一部分,它們導(dǎo)致涂料中樹脂等黏結(jié)劑的降解,只在表面留下顏料,就像粉塵一樣。在涂料涂裝體系設(shè)計(jì)之初,就應(yīng)該考慮,環(huán)氧防腐涂料忌用于陽(yáng)光照射工況下,通常會(huì)采取涂裝1-2道面漆進(jìn)行防護(hù),組成經(jīng)久耐用的涂層配套體系。如面漆可選用丙烯酸樹脂涂料、脂肪族聚氨酯涂料、有機(jī)硅涂料、有機(jī)硅丙烯酸涂料;以及耐候耐老化性能非常優(yōu)異,受太陽(yáng)光輻射的影響很小,保色保光性能突出的氟碳涂料和聚硅氧烷涂料。
二、夢(mèng)能服務(wù)與支持
1、免費(fèi)樣品
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