羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層在海洋環(huán)境中的腐蝕行為

周和榮，姚 望，宋述鵬，吳 潤

(武漢科技大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，武漢 430081)

羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層在海洋環(huán)境中的腐蝕行為

周和榮，姚 望，宋述鵬，吳 潤

(武漢科技大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，武漢 430081)

采用CASS實(shí)驗(yàn)、浸泡實(shí)驗(yàn)、交流阻抗和掃描開爾文研究羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層缺陷在海洋環(huán)境中的腐蝕行為和機(jī)制。結(jié)果表明：羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層經(jīng)240h CASS實(shí)驗(yàn)后劃痕邊沿有少量起泡，最大單邊腐蝕寬度小于0.5mm，表面附著力為0級； EIS圖譜顯示涂層下鋁合金在0.6mol/L NaCl溶液中的腐蝕速率隨浸泡時間的延長不斷降低并逐漸趨于穩(wěn)定；掃描開爾文圖譜顯示聚酯粉末涂層下金屬的腐蝕沿劃痕處不斷向涂層兩側(cè)擴(kuò)散，其陽極和陰極交替變化，導(dǎo)致涂層下腐蝕面積擴(kuò)大。

羥烷基酰胺；粉末涂層；CASS實(shí)驗(yàn)；交流阻抗；掃描開爾文

羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂料是一種環(huán)保、利用率高的固態(tài)涂料，廣泛應(yīng)用于汽車、家電、建筑等行業(yè)，是我國粉末涂料行業(yè)未來重要的發(fā)展趨勢之一。金屬材料經(jīng)過前處理后表面噴涂聚酯粉末涂料，然后經(jīng)過熔融和固化后形成粉末涂層，粉末涂層和金屬之間附著力良好，是目前常用的防腐蝕方法之一[1,2]。羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層/金屬體系是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)體系，但是聚酯粉末涂層屬于有機(jī)涂層，本身含有許多缺陷如空隙等，聚酯粉末涂層的高分子結(jié)構(gòu)在服役過程中容易老化，且在水、腐蝕性離子和空氣作用下涂層與基底金屬結(jié)合力減弱，導(dǎo)致粉末涂層對金屬材料的防腐蝕效果下降或喪失[1,2]。有機(jī)涂層下金屬電化學(xué)腐蝕過程如下：水、腐蝕性介質(zhì)和氧在涂層中擴(kuò)散，水和離子通過涂層和涂層缺陷處到達(dá)界面，離子或水與金屬基材發(fā)生腐蝕反應(yīng)。其中，水、腐蝕性介質(zhì)和氧在涂層中的擴(kuò)散是腐蝕過程發(fā)生的前提條件，直接導(dǎo)致涂層/金屬體系的失效，一方面引起涂層的宏觀破壞，如粉化、開裂等導(dǎo)致涂層喪失保護(hù)性能；另一方面雖未發(fā)生上述宏觀破壞，但腐蝕介質(zhì)滲入到涂層，在涂層與金屬界面發(fā)生膜下金屬的腐蝕，使涂層發(fā)生凸起、起泡等現(xiàn)象[3-8]。

研究涂層體系腐蝕過程和腐蝕行為的方法較多，目前主要采用浸泡實(shí)驗(yàn)、中性鹽霧實(shí)驗(yàn)、CASS實(shí)驗(yàn)、交流阻抗和掃描電化學(xué)等方法[9-24]。如Li等[10]采用AFM和EIS研究了溶劑型醇酸涂料的腐蝕行為。Fedrizzi等[15]采用鹽霧實(shí)驗(yàn)和EIS研究了金屬基材表面沉積ZrO2后涂層體系的防護(hù)性能，并與磷化處理進(jìn)行比較。Reddy等[25]采用掃描開爾文研究了涂層的破損行為。上述實(shí)驗(yàn)方法主要是針對溶劑型涂料涂層下的腐蝕行為進(jìn)行研究，目前國內(nèi)針對粉末涂層下金屬腐蝕行為的研究工作較少，且羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂料是環(huán)保粉末涂料的主要發(fā)展方向，其服役環(huán)境中海洋大氣環(huán)境是主要環(huán)境因素之一，研究海洋大氣環(huán)境對涂層及涂層下金屬的腐蝕行為和腐蝕過程，探討其腐蝕機(jī)制，有利于羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂料在海洋大氣環(huán)境中的服役。本工作采用CASS實(shí)驗(yàn)、浸泡實(shí)驗(yàn)、交流阻抗和掃描開爾文等方法研究常用羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層及涂層下鋁合金在模擬海洋大氣環(huán)境中的腐蝕行為和腐蝕過程。

1 實(shí)驗(yàn)方法

試樣基材為6063鋁合金，規(guī)格為150mm×75mm×1mm。涂料為羧基飽和聚酯采用羥烷基酰胺固化形成的粉末涂料。6063鋁合金試片前處理采用鉻酸鈍化，然后采用靜電噴涂粉末涂料并固化涂層，涂層厚度為60～80μm。試樣制備好后放置于干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

CASS實(shí)驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10125—2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn)—鹽霧試驗(yàn)》中銅加速乙酸鹽霧實(shí)驗(yàn)(CASS實(shí)驗(yàn))方法執(zhí)行，溶液為50g/L NaCl+0.205g/L CuCl2水溶液，溶液用去離子水和分析純試劑配置，25℃時pH值控制為3.0～3.1。實(shí)驗(yàn)前，依據(jù)ASTM D1654標(biāo)準(zhǔn)在試樣表面中部劃“X”字形劃痕，劃痕長度約為4～6cm，盡量保證劃痕寬度一致，測量和記錄劃痕的寬度和長度。CASS實(shí)驗(yàn)時間為240h，每天檢查一次，并定期采用數(shù)碼相機(jī)拍攝試樣表面形貌，拍照時間為0，24，48，96，168，240h。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后仔細(xì)檢查試樣，觀察試樣表面的變化，重點(diǎn)是劃痕腐蝕、隆起和剝落等缺陷。

涂層浸泡實(shí)驗(yàn)采用上述劃“X”字形劃痕，溶液為0.6mol/L NaCl，溫度為室溫，浸泡時間為360h；取樣周期分別為24，120，240，360h，每次取平行試樣2片，一片用于觀察腐蝕形貌，一片備用。同時連續(xù)測試浸泡試樣的電化學(xué)交流阻抗譜和劃痕附近的表面電位變化。電化學(xué)交流阻抗采用三電極體系測試，工作電極為研究材料，輔助電極為Pt電極，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)；測量儀器為273A電化學(xué)工作站，測試頻率范圍為100kHz～0.1Hz，掃頻方向?yàn)閺母哳l到低頻，阻抗測量信號幅值為20mV，實(shí)驗(yàn)溫度為(25±4)℃。表面電位測試采用SKP370開爾文掃描振動探針系統(tǒng)，測試時間分別為24，48，96，168，240，360h，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用光學(xué)金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察分析樣品表面腐蝕產(chǎn)物形貌及表面形態(tài)的變化情況。

2 結(jié)果及討論

2.1 鹽霧實(shí)驗(yàn)腐蝕形貌觀察

圖1為羧基飽和聚酯涂層試片經(jīng)過不同時間CASS實(shí)驗(yàn)后劃痕處腐蝕形貌。圖中顯示劃痕處腐蝕產(chǎn)物隨鹽霧時間的延長不斷增多，24h時劃痕內(nèi)有少量白色腐蝕產(chǎn)物，96h劃痕處腐蝕產(chǎn)物增多，劃痕邊沿有輕微翹起,168h劃痕內(nèi)已經(jīng)堆滿灰白色腐蝕產(chǎn)物，240h劃痕內(nèi)沉積較多腐蝕產(chǎn)物，邊沿有少量起泡，最大單邊腐蝕寬度小于0.5mm，非劃痕區(qū)域無缺陷。粉末涂層經(jīng)240h CASS實(shí)驗(yàn)后表面附著力為0級，漆膜硬度無變化，但涂層光澤和色差發(fā)生了變化。從腐蝕形貌顯示涂層試片耐蝕性能良好。

圖1 缺陷粉末涂層劃痕處鹽霧實(shí)驗(yàn)不同時間的宏觀形貌 (a)24h;(b)96h;(c)168h;(d)240hFig.1 Morphologies of defect powder coating immersed for different time (a)24h;(b)96h;(c)168h;(d)240h

2.2 交流阻抗譜分析

劃痕粉末涂層在0.6mol/L NaCl溶液中的交流阻抗圖譜如圖2所示。其Niquist曲線包含2個容抗弧，其阻抗值隨浸泡時間的延長不斷增大，依據(jù)粉末涂層劃痕結(jié)構(gòu)提出等效電路模型(如圖3所示)。依據(jù)等效電路模型擬合數(shù)據(jù)結(jié)果見圖4，擬合結(jié)果顯示雙電層電容數(shù)值在浸泡初期先增大，然后逐漸趨于穩(wěn)定；雙電層電阻值則隨浸泡時間的延長不斷增加，浸泡后期阻抗趨于穩(wěn)定，顯示涂層下鋁合金腐蝕速率隨浸泡時間延長不斷減小，腐蝕趨勢逐漸減弱，說明鋁合金經(jīng)過鉻酸鈍化后形成的鈍化膜延緩了腐蝕，降低了鋁合金的腐蝕速率，具有較好的耐蝕性能。

圖2 缺陷粉末涂層浸泡不同時間的EIS圖譜 (a)Niquist;(b)bodeFig.2 EIS of defect powder coating immersed for different time (a)Niquist;(b)bode

圖3 缺陷粉末涂層表面等效電路模型Fig.3 Equivalent circuit model for EIS of defect powder coating

2.3 缺陷涂層的掃描開爾文分析

圖5為羧基飽和聚酯涂層劃痕處在3.5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)NaCl溶液中浸泡不同時間后的電位分布圖。浸泡24h時，劃痕處的電位較正(-1.5～-0.48V)，劃痕兩側(cè)涂層膜下的電位由高向低逐漸下降，測試區(qū)域最右側(cè)的涂層膜下出現(xiàn)電位較負(fù)的陽極區(qū)(-4.5～-3.5V)，與劃痕處電位呈現(xiàn)較大的電位梯度；劃痕左側(cè)的涂層膜下出現(xiàn)電位不同的陽極區(qū)域，與中心缺陷處的電位梯度較小，整個測試區(qū)域電位呈條帶分布。這與預(yù)期的結(jié)果相反，缺陷處并不是陽極區(qū)，相對于鄰近涂層膜下電位更正，是陰極區(qū)。浸泡48h后，劃痕處電位變?yōu)?1.4～-0.33V，呈增大趨勢；缺陷左側(cè)涂層膜下的電位由-3.5～-2.5V變負(fù)為-4.5～-3.4V，與劃痕處的電位梯度增大；劃痕右側(cè)涂層膜下的電位保持不變。浸泡96h時，劃痕處電位變?yōu)?1.5～-0.76V；劃痕兩側(cè)涂層膜下的電位變正，最右側(cè)變?yōu)?3.8～-3.0V，左側(cè)電位也增加。依據(jù)文獻(xiàn)[14]的解釋，溶液介質(zhì)向涂層左側(cè)滲透并引起涂層與基材的結(jié)合力下降，陰極區(qū)擴(kuò)展并出現(xiàn)新的陽極區(qū)。浸泡168h以后(圖5(e)，(f))，劃痕處電位變?yōu)?1.2～-0.75V；劃痕兩側(cè)涂層膜下電位進(jìn)一步變正，最右側(cè)的電位變?yōu)?2.4～-2.0V；左側(cè)的電位也增加，并出現(xiàn)典型陰極條帶，電位為-0.99～-0.51V，且該陰極帶左邊出現(xiàn)藍(lán)色的陽極條帶。浸泡240h以后(圖5(d))，劃痕處電位變?yōu)?0.98～-0.52V，劃痕最右側(cè)電位變?yōu)?2.4～-2.0V，左側(cè)相同電位區(qū)域面積增加，電位為-1.9～-0.98V。

圖4 缺陷粉末涂層界面雙電層擬合參數(shù) (a)電容;(b)腐蝕速率(1/Rct)Fig.4 Fitting parameter of defect powder coating for double layer (a) capacitance; (b) corrosion rate(1/Rct)

圖6為粉末涂層劃痕處經(jīng)過360h浸泡后的微觀形貌，劃痕縫隙填充了部分絮狀腐蝕產(chǎn)物，劃痕邊沿涂層形貌發(fā)生變化，涂層光澤下降，邊緣局部有金屬腐蝕產(chǎn)物覆蓋在涂層表面，顯示涂層與基材的結(jié)合力下降；完整涂層表面有零星腐蝕產(chǎn)物，局部有輕微缺陷。

圖5 粉末涂層缺陷處在3.5%NaCl溶液中的SKP圖譜 (a)24h;(b)48h;(c)96h;(d)168h;(e)240h;(f)360hFig.5 SKP maps of powder coating defects in 3.5%NaCl solution (a)24h;(b)48h;(c)96h;(d)168h;(e)240h;(f)360h

圖6 粉末涂層在溶液中浸泡360h后劃痕處形貌Fig.6 Morphology of the powder coating in the solution after 360h immersion

2.4 缺陷涂層膜下腐蝕機(jī)制討論

羥烷基酰胺固化形成的聚酯粉末涂層作為一種典型的高聚物薄膜涂層，能不同程度地阻緩H2O，O2和離子的滲透，H2O，O2和離子通過涂層宏觀或微觀缺陷滲透到涂層/金屬界面后，形成腐蝕性介質(zhì)，涂層/金屬界面的不均勻性使陽極區(qū)和陰極區(qū)得以形成，從而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，基體為鋁合金時的電化學(xué)反應(yīng)為[16]：

陽極反應(yīng)：Al-3e→Al3+

(1)

陰極反應(yīng)：O2+4H++4e→2H2O

(2)

聚酯粉末涂層劃痕處腐蝕是由于水及腐蝕性離子通過人工缺陷直接到達(dá)金屬表面。在浸泡初期，裸露的鋁合金為陽極，劃痕附近完整涂層為陰極，電化學(xué)反應(yīng)的動力是劃痕處和距劃痕一定距離完整涂層膜下存在的高電位差；劃痕處鋁合金在腐蝕介質(zhì)的浸泡下直接發(fā)生溶解，鋁被氧化為Al3+，電子傳遞到鄰近的完整涂層界面處，同時氧分子和水還可通過涂層的微孔到達(dá)完整涂層界面，氧分子還原的吸氧反應(yīng)產(chǎn)生堿性物質(zhì)(或酸性環(huán)境中形成水)，堿性物質(zhì)的產(chǎn)生趨向于抑制此處產(chǎn)生陽極溶解，水的產(chǎn)生趨向于促進(jìn)此處產(chǎn)生陽極溶解，但都使得金屬與涂層之間的附著力下降，導(dǎo)致缺陷周圍涂層脫粘；還有可能產(chǎn)生滲透壓導(dǎo)致水的集聚形成涂層起泡。一旦金屬表面開始陽極溶解，涂層下陰極區(qū)的氧分子發(fā)生還原反應(yīng)并會維持陽極反應(yīng)的進(jìn)行[23]。Leng等[24,26]認(rèn)為吸氧反應(yīng)形成的氧化性產(chǎn)物而非堿性物質(zhì)攻擊涂層是導(dǎo)致涂層與基體界面剝離的原因，并證明在氧化還原反應(yīng)中形成的中間活潑產(chǎn)物對界面的氧化層的破壞具有主要作用[2]。

隨著浸泡時間的延長，涂層下金屬由于水和腐蝕介質(zhì)的浸入開始發(fā)生溶解，溶液介質(zhì)滲透處發(fā)生金屬的溶解最迅速，其腐蝕電位降低，成為新的陽極；而涂層劃痕處由于腐蝕產(chǎn)物的沉積以及溶解速度的變慢導(dǎo)致腐蝕電位升高，成為陰極(圖5(a))。隨著浸泡時間的不斷增加，腐蝕介質(zhì)堆積在劃痕處以及涂層下形成的腐蝕產(chǎn)物，導(dǎo)致劃痕邊沿涂層翹起，涂層和基體結(jié)合力逐漸減弱(圖5(b),(c))。隨著水和腐蝕介質(zhì)不斷向涂層下金屬擴(kuò)散，在翹起涂層附近形成新的陽極，而涂層翹起位置由原來的陽極轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O(圖5(d),(e))。粉末涂層下金屬的腐蝕擴(kuò)展過程如上所述，不斷沿劃痕涂層兩側(cè)擴(kuò)散。Reddy等[25]研究了含顏料的環(huán)氧涂層鋼板在3%NaCl溶液中浸泡兩天后的結(jié)果，缺陷處相對于周圍的涂層電位較正為陰極，最大陽極電流出現(xiàn)在鄰近缺陷的膜下位置。Doherty等[7]采用SKP方法研究了涂有環(huán)氧石碳酸漆膜的鍍鉻低碳鋼板經(jīng)0.17mol/L NaCl溶液浸泡48h后的腐蝕行為，SKP分析顯示缺陷處僅在40～180min保持為陽極，180min后最初作為陽極的缺陷中心采用SKP無法探測到，52h后缺陷處轉(zhuǎn)變?yōu)檩^弱的陰極區(qū)，94h變?yōu)楹軓?qiáng)的陰極區(qū)。Grundmeier等[2]采用SKP技術(shù)研究帶有人工缺陷的涂層在氧存在的情況下界面處電位分布情況，結(jié)果表明緊靠缺陷處的電位很負(fù)，而遠(yuǎn)離缺陷處的完整涂層具有高的電位。本論文結(jié)果與上述文獻(xiàn)類似。對于大部分涂層，距離缺陷一定距離的位置電極電位出現(xiàn)急劇變化，因此存在高電位差區(qū)域意味著涂層與界面剝離的前沿。Leng指出電極電位突然變化的物理根源是由于離子由缺陷處向界面的遷移導(dǎo)致了極化的界面變化[24,26]，陰極區(qū)向外擴(kuò)展出現(xiàn)新的陽極區(qū)；另外隨浸泡時間的延長，氧、水分子可通過完整涂層中的微孔或伴隨腐蝕性離子通過缺陷處的界面向膜下擴(kuò)散，這種離子由缺陷處向界面的遷移產(chǎn)生了電極電位的顯著變化；電位梯度顯著變化的部位意味著腐蝕區(qū)域的前沿，即在此處涂層與界面上又產(chǎn)生陽極攻擊和腐蝕產(chǎn)物而降低涂層與基體之間的附著力，產(chǎn)生新的陰極和陽極。這些過程循環(huán)進(jìn)行，涂層逐漸失效，新的陰極區(qū)的形成也表明此處涂層附著力的損失。因此隨浸泡時間的延長，SKP顯示缺陷附近的涂層膜下新陽極區(qū)形成并擴(kuò)大，又逐漸變?yōu)殛帢O區(qū)，腐蝕向膜下擴(kuò)展。由于涂層不透明，但劃痕缺陷下有較多腐蝕產(chǎn)物沉積(圖1和圖6)，可以間接印證結(jié)果。

3 結(jié)論

(1)羥烷基酰胺固化聚酯粉末涂層經(jīng)240h CASS實(shí)驗(yàn)后劃痕邊沿有少量起泡，最大單邊腐蝕寬度小于0.5mm，表面附著力為0級，表面光澤和色差發(fā)生了變化，漆膜硬度無變化。

(2)劃痕涂層在0.6mol/L NaCl溶液中EIS圖譜顯示浸泡360h涂層下鋁合金腐蝕速率隨浸泡時間延長不斷降低并逐漸趨于穩(wěn)定。

(3)掃描開爾文圖譜顯示聚酯粉末涂層下金屬的腐蝕沿劃痕處向涂層兩側(cè)不斷擴(kuò)散，其陽極和陰極交替變化，導(dǎo)致涂層下腐蝕面積擴(kuò)大，劃痕邊沿凸起。

[1] LEENA K P, JAMES W M, ROBERT O W. Electrostatic powder coating: principles and pharmaceutical applications [J]. International Journal of Pharmaceutics, 2016, 505(1-2): 289-302.

[2] GRUNDMEIER G, SCHMIDT W, STRATMANN M. Corrosion protection by organic coatings: electrochemical mechanism and novel methods of investigation[J]. Electrochimica Acta, 2000, 45(15-16): 2515-2533.

[3] POSNER R, WAPNER K, STRATMANN M, et al. Transport processes of hydrated ions at polymer/oxide/metal interfaces Part 1. Transport at interfaces of polymer coated oxide covered iron and zinc substrates[J]. Electrochimica Acta, 2009, 54: 891-899.

[4] POSNER R, TITZ T, WAPNER K, et al. Transport processes of hydrated ions at polymer/oxide/metal interfaces Part 2. Transport on oxide covered iron and zinc surfaces[J]. Electrochimica Acta, 2009, 54: 900-908.

[5] MORCILLO M, RODRIGUEZ F J, BASTIDAS J M. The influence of chlorides, sulphates and nitrates at the coating-steel interface on underfilm corrosion[J]. Progress in Organic Coatings, 1997, 31(3): 245-353.

[6] WAPNER K, STRATMANN M, GRUNDMEIER G. Structure and stability of adhesion promoting aminopropyl phosphonate layers at polymer/aluminium oxide interfaces[J]. International Journal of Adhesion & Adhesives, 2007, 28(1):59-70.

[7] DOHERTY M, SYKES J M. Micro-cells beneath organic lacquers: a study using scanning kelvin probe and scanning acoustic microscopy [J]. Corrosion Science, 2004, 46(5):1265-1289.

[8] 胡吉明,張鑒清,謝德明.水在有機(jī)涂層中的傳輸Ⅰ:Fick擴(kuò)散過程[J]．中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報, 2002,22 (5):311-316．

HU J M, ZHANG J Q, XIE D M. Water transport in organic coatingⅠ: Fickian diffusion[J]. Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection, 2002, 22 (5):311-316.

[9] BASTIDAS J M, MORCILLO M, RODRIGUEZ F J. Mild steel corrosion in saline solutions: comparison between bulk solutions and steel-coating interfacial solutions[J]. Journal of Coatings Techno1ogy, 1998, 70(882): 61-66.

[10] LI J, ECCO L, FEDEL M, et al. In-situ AFM and EIS study of a solventborne alkyd coating with nanoclay for corrosion protection of carbon steel[J]. Progress in Organic Coatings, 2015, 87: 179-188.

[11] FURBETH W, STRATMANN M. The delamination of polymeric coatings from electrogalvanised steel—a mechanistic approach [J]. Corrosion Science, 2001,43:207-243．

[12] SCHMIDT W, STRATMANN M. Scanning Kelvin probe investigations of filiform corrosion on aluminum alloy 2024-t3[J]. Corrosion Science,1998,40(8):1441-1447．

[13] DEFLORIAN F, ROSSI S, FEDEL M, et al. Study of the effect of corrosion inhibitors on powder coatings applied on steel[J]. Progress in Organic Coatings, 2014, 77(12): 2133-2139.

[14] DONG C F, FU A Q, LI X G, et al. Localized EIS characterization of corrosion of steel at coating defect under cathodic protection [J]. Electrochimica Acta, 2008,54(2):628-633.

[15] FEDRIZZI L, RODRIGUEZ F J, ROSSI S, et al. The use of electrochemical techniques to study the corrosion behavior of organic coatings on steel pretreated with sol-gel zirconia films [J]. Electrochimica Acta, 2001, 46(24): 3715-3724.

[16] GRAEDEL T E. Corrosion mechanisms for aluminum exposed to the heat atmosphere [J]. Journal of the Electrochemical Society, 1989, 136(4): 204-212.

[17] OH S J, COOK D C, TOWNSEND H E. Atmospheric corrosion of different steels in marine, rural and industrial environments [J]. Corrosion Science, 1999, 41(9): 1687-1702.

[18] WAPNER K, STRATMANN M, GRUNDMEIER G．In situ infrared spectroscopic and scanning kelvin probe measurements of water and ion transport at polymer/metal interfaces [J]. Electrochimica Acta, 2006, 51(16):3303-3315.

[19] LIU S, GU L, ZHAO H C, et al. Corrosion resistance of graphene-reinforced waterborne epoxy coatings [J]. Journal of Materials Science & Technology, 2016, 32(5): 425-431.

[20] WANG Z Y, MA T, HAN W,et al. Corrosion behavior on aluminum alloy LY 12 in simulated atmospheric corrosion process science [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2007, l7(2): 326-334.

[21] HUTTUNEN-SAARIVIRTA E, YUDIN V E, MYAGKOVA L A. Corrosion protection of galvanized steel by polyimide coatings: EIS and SEM investigations[J]. Progress in Organic Coatings, 2011, 72(3): 269-278.

[22] MORCILLO M. Soluble salts: their effects on premature degradation of anticorrosive paints [J]. Progress in Organic Coatings, 1999, 36(3):137-147.

[23] LENG A, STRECKELA H, STRATMANN M. The delamination of polymeric coatings from steel, PartⅠ:calibration of the Kelvin probe and basic delamination mechanism[J]. Corrosion Science, 1998, 41(3): 547-578.

[24] LENG A, STRECKELA H, STRATMANN M. The delamination of polymeric coatings from steel Part Ⅱ: first stage of delamination, effect of type and concentration of canons on delamination, chemical analysis of the interface [J]. Corrosion Science, 1998, 41(3): 579-597.

[25] REDDY B, DOHERTY M J, SYKES J M. Breakdown of organic coatings in corrosive environments examined by scanning kelvin probe and scanning acoustic microscopy[J]. Electrochimica Acta, 2004, 49(17-18): 2965-2972.

[26] LENG A, STRECKELA H, HOFMANN K, et al. The delamination of polymeric coatings from steel Part 3: effect of the oxygen partial pressure on the delamination reaction and current distribution at the metal/polymer interface[J]. Corrosion Science, 1998, 41(3): 599-620.

(本文責(zé)編：高 磊)

Corrosion Behavior of Primid Solidified Polyester Powder Coating in Marine Environment

ZHOU He-rong,YAO Wang,SONG Shu-peng,WU Run

(School of Materials and Metallurgy,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081，China)

The corrosion behavior of primid-curing solidified polyester powder coating defects in marine environment was investigated by CASS test, immersion test, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning Kelvin probe (SKP). The results show that the primid-curing polyester powder coating has a small amount of blisters along the scratch edge, the maximum single side corrosion width is less than 0.5mm, and the surface adhesion is 0 after 240 hours′ CASS test. The EIS map in 0.6mol/L NaCl solution exhibits that the corrosion rate of aluminum alloy is decreased with increasing immersion time and gradually stable. The scanning Kelvin spectrum reveals that the corrosion of the metal under the coating of the polyester powder is extended from scratch to the coating, the anode and the cathode are alternately changed, which leads to the expansion of the corrosion area.

primid; powder coating; CASS test; EIS; scanning Kelvin probe

10.11868/j.issn.1001-4381.2016.000559

TG172.3

A

1001-4381(2017)04-0090-06

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(50971048)

2016-05-10；

2016-12-15

周和榮(1972-)，男，博士，高級工程師，主要從事材料的腐蝕與防腐及粉末涂料研究，聯(lián)系地址：湖北省武漢市青山區(qū)和平大道947號武漢科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院(430081)，E-mail:zhouhr_9@163.com