2種防護涂層體系在濕熱海洋環(huán)境下防護性能的劣化規(guī)律研究

馮亞菲，朱玉琴，蘇艷，代璐，李佳蒙，龍仕騰

海洋工程裝備

2種防護涂層體系在濕熱海洋環(huán)境下防護性能的劣化規(guī)律研究

馮亞菲1，朱玉琴2,3，蘇艷2,3，代璐2,3，李佳蒙2,3，龍仕騰2,3

（1.中國人民解放軍92228部隊，北京 100072；2.西南技術(shù)工程研究所，重慶 401329；3.環(huán)境效應(yīng)與防護重慶市重點實驗室，重慶 401329）

研究2種防護涂層體系在濕熱海洋環(huán)境下自然暴露3 a的防護性能劣化規(guī)律。確定試驗件為鋼–鋁（鋼）螺接連接件，試驗地點為海南萬寧，并按周期測得不同暴露時間下涂層A和涂層B的外觀形貌、色差、光澤度、表面傅里葉紅外光譜、電化學(xué)阻抗的相關(guān)數(shù)據(jù)。通過對比分析測試結(jié)果，判斷2種涂層在不同暴露時間下的劣化程度，并最終得到其劣化規(guī)律。涂層A自然暴露1 a老化嚴(yán)重，緊固件區(qū)域涂層剝落，平板區(qū)域失光率約為75%，阻抗模量降低5個數(shù)量級，色差Δ*為5（輕微變色），涂層有機基團老化降解嚴(yán)重。涂層B自然暴露2 a，老化較嚴(yán)重，緊固件區(qū)域涂層剝落、生銹，平板失光率約為20%，阻抗模量降低2個數(shù)量級，色差Δ*為11（嚴(yán)重變色），涂層有機基團輕微老化降解。對于螺釘連接結(jié)構(gòu)，連接區(qū)域不僅更容易被腐蝕，而且增加了附近平板區(qū)域的不一致性。涂層體系B的保護能力優(yōu)于涂層體系A(chǔ)，涂層體系B的有效保護時間約為2 a，而涂層體系A(chǔ)則不到1 a。

自然暴露試驗；涂層劣化分析；防護能力

有機涂層在金屬防腐方面具有廣泛的應(yīng)用，特別是在腐蝕性環(huán)境中[1-8]。在實際工程應(yīng)用中，涂層體系通常為多層結(jié)構(gòu)，主要包括金屬基底的陽極氧化層、底漆、中間漆、面漆。涂層系統(tǒng)在自然暴露下的失效行為同樣是非常復(fù)雜的過程，它涉及許多自然環(huán)境因素，如溫度、相對濕度、污染物、紫外線和微生物等[9-13]。為了更高效、快速地評價涂層體系的保護能力，研究者們多次開展實驗室加速試驗和自然暴露試驗的相關(guān)性研究[14-17]，希望能用實驗室加速試驗代替自然環(huán)境試驗。然而，由于涂層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及實際自然環(huán)境的不確定性，自然環(huán)境試驗仍不能被完全替代[18]，盡管自然環(huán)境試驗獲得降解數(shù)據(jù)耗時較長，但可以更好地反映涂層系統(tǒng)在實際使用條件下的真實情況。

為了測得涂層在自然環(huán)境下的真實情況，Zhang等[18]考察了4種復(fù)合涂層系統(tǒng)在濕熱海洋環(huán)境下的實用性。Bano等[19]研究了工業(yè)環(huán)境下環(huán)氧樹脂涂層在大氣條件下的降解行為和機理。目前，盡管許多學(xué)者已經(jīng)對涂層系統(tǒng)的自然試驗進行了一系列研究，但這些研究大多是平板試樣[9,20]。與平板結(jié)構(gòu)不同的是，螺釘連接的緊固件區(qū)域不僅更容易腐蝕，而且還可能進一步增加附近區(qū)域涂層的降解老化[21]，這成為降低金屬連接件結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵因素之一，因此需要研究應(yīng)用于金屬螺釘連接的涂層系統(tǒng)。

本課題以金屬連接件為涂層涂覆基底，研究了在熱帶海洋大氣環(huán)境中暴露3 a的2種涂層系統(tǒng)的劣化情況。通過測試顏色變化、光澤損失、傅里葉紅外光譜（FTIR）和電化學(xué)阻抗光譜（EIS），對比分析不同暴露時間下2種涂層體系的防護能力，判斷其在不同暴露時間下的劣化程度，并最終得到其劣化規(guī)律。

1 試驗

1.1 材料與儀器

本試驗主要材料：2組鋁–鋼（鋼）螺接連接件，分別使用2種不同的涂層體系（涂層A、涂層B）均勻涂覆，連接件結(jié)構(gòu)如圖1所示。2種連接試樣主要成分見表1和表2，2種涂層的主要成分見表3。

圖1 試驗連接件結(jié)構(gòu)

表1 鋁合金基體的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

Tab.1 Chemical composition of aluminum alloy matrix (mass fraction) %

表2 碳鋼基底的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

Tab.2 Chemical composition of carbon steel base (mass fraction) %

表3 2種涂層體系的主要成分

注：涂層A的總厚度為65 μm，涂層B的總厚度為95 μm。

本試驗主要儀器：PG-1M光澤度儀，日本NDK電色工業(yè)公司；Solar tron1287電化學(xué)測試系統(tǒng)，美國Thermo公司；NicoletNexus470光譜儀，美國Nicolet儀器公司。

1.2 方法

試驗環(huán)境選擇具有高溫、高濕、高鹽霧、輻射強等典型濕熱海洋大氣環(huán)境特點的萬寧，試驗方式采用平臺戶外暴露試驗，試樣均朝南45°暴露（如圖2所示），試驗持續(xù)時間為3 a。在這3 a里，按周期測試反映涂層優(yōu)劣的相關(guān)指標(biāo)。具體測試包括為：每隔6個月使用同臺儀器測試2種涂層的光澤、色差；每隔1 a使用同臺儀器測試2種涂層的形貌、試樣表面阻抗。

圖2 海洋平臺戶外試驗現(xiàn)場

1.3 分析

1.3.1 宏觀形貌

以投樣日期為起始日期，每隔1 a對試樣進行取樣分析，目視檢查模擬試片的外觀形貌，著重檢查暴露面連接部位和平板區(qū)域涂層破損、老化情況。參照GB/T 1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評級方法》，對試樣涂層區(qū)域進行評級，包括暴露面涂層變色、粉化、起泡、開裂、生銹、剝落和基體腐蝕等。

1.3.2 色差

以投樣日期為起始日期，每隔0.5 a對試樣進行取樣分析。參照GB/T 11186.3—1989《漆膜顏色的測量方法》的相關(guān)規(guī)定，采用PG-1M光澤度儀對2組鋁–鋼（鋼）螺接連接件固定外觀樣的平板區(qū)域進行漆膜顏色測量。

1.3.3 光澤度

以投樣日期為起始日期，每隔0.5 a對試樣進行取樣分析。參照GB/T 9754—1988《色漆和清漆不含金屬顏料的色漆漆膜之20°、60°、85°鏡面光澤的測定》的相關(guān)規(guī)定，采用PG-1M光澤度儀測定涂層試樣的60°鏡面光澤，計算失光率，并參照GB/T 1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評級方法》，評定涂層試樣的失光等級。

1.3.4 傅里葉紅外光譜

參照HB 5416—1998《航空非金屬材料紅外光譜檢測方法》，以投樣日期為起始日期，每隔1 a對試樣進行取樣分析，對表面涂有目標(biāo)涂層的部位進行測試表征，并分析。

1.3.5 電化學(xué)阻抗譜

為更好地評估與螺釘有一定距離的平板區(qū)域涂層的保護能力，以平板區(qū)域直徑為20 mm，距離最近緊固件40 mm的圓形區(qū)域作為試驗區(qū)，對于每個樣本選擇3個相似的測試點進行EIS測試。在測試過程中，自制固定EIS測試電解槽，并對樣品邊緣的涂層進行拋光，以保持連接。測試時采用三電極體系，涂層試樣在3.5%氯化鈉水溶液中浸泡30～40 min后，進行阻抗譜測試，涂層樣品為工作電極（20 mm× 20 mm），飽和甘汞電極（SCE）為參比電極，圓片鉑電極為輔助電極。EIS測試均在室溫（20 ℃）下進行，工作面積為3.14 cm2，頻率掃描范圍為100 kHz～ 10 mHz，施加振幅為10mV的正弦波擾動。

1.3.6 電化學(xué)阻抗譜等效電路

涂層試樣狀態(tài)不同，電解質(zhì)溶液的滲入過程也不一樣，因此需采用不同的等效電路模型進行解析。原始狀態(tài)下，涂層表面無缺陷和損傷，涂層防護效果較好，其阻抗譜對應(yīng)的物理模型可用圖3所示的R(CR)等效電路表示[22-23]，其中s為溶液電阻，c為涂層電容，c為涂層電阻，整個電極體系的阻抗見式（1）。

涂層試樣經(jīng)環(huán)境暴露試驗后，涂層表面出現(xiàn)失光、變色、粉化等環(huán)境損傷，特別是涂層粉化后，表面孔隙率變大，腐蝕介質(zhì)更容易通過涂層微孔滲入金屬基體。當(dāng)電解質(zhì)溶液滲透到達底漆/面漆界面或涂層/基底金屬界面時，就會在界面區(qū)形成微電池，阻抗譜就會顯示多個時間常數(shù)。對于有2個時間常數(shù)的阻抗譜，本試驗參考曹楚南[23]提出的模型R{C[R(CR)]}擬合阻抗譜數(shù)據(jù)，如圖4所示。

圖4 R{C[R(CR)]}擬合模型

模型中，s為溶液電阻，c為涂層電容，c為涂層電阻，dl為界面電雙層電容，t為極化電阻，其數(shù)學(xué)表達式見式（2）。

對于多層涂層體系，因制備工藝原因，可能存在多個界面（如底漆/面漆界面），電解質(zhì)溶液的滲入過程更為復(fù)雜。制作涂層試樣時，在陽極氧化層上先噴涂底漆，再噴涂面漆，每層涂層上的微孔并不一定重疊，腐蝕介質(zhì)中水、氯離子等先滲透面漆層，再滲透底漆層，最后滲透陽極氧化層。本試驗根據(jù)涂層的制備方式，建立了涂層腐蝕介質(zhì)滲入物理模型R(CR)(CR)(CR)（見圖5），利用該模型對部分涂層試樣的阻抗數(shù)據(jù)進行擬合[24]。

該模型把涂層的底漆層和面漆層看作2個薄層，每層都有各自的電容和電阻，且對總電容和總電阻均有影響，其等效電路為各層c、c并聯(lián)電路的串聯(lián)。在該模型中，s為溶液電阻；c1、c2為第1、2層涂層電容；c1、c2為第1、2層涂層電阻；dl為陽極氧化層的電容；t為陽極氧化層和基體金屬的極化電阻。此模型的阻抗數(shù)學(xué)表達式為：

然而，在實測過程中，電容的頻響特性與純電容常常并不一致，有或大或小的偏離?？刹捎贸Ｏ辔唤窃枋鲭娙莅l(fā)生偏離的現(xiàn)象，在模型中用替代進行數(shù)據(jù)擬合。有2個參數(shù)，一個是0，其量綱為S·s或F·s–1·cm–2；另一個參數(shù)為，無量綱，當(dāng)=1時，即為。

2 結(jié)果與討論

2.1 宏觀形貌

2種涂層3 a的宏觀形貌變化如圖6所示。涂層A暴露3 a的變化情況如圖6a所示，試樣戶外暴露1 a時，螺栓表面涂層脫落100%；暴露2 a時，螺栓均發(fā)生銹蝕，緊固件區(qū)域邊緣有大量氣泡產(chǎn)生，此時參照GB/T 1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評級方法》，平板區(qū)域粉化為5級；暴露3 a時，緊固件區(qū)產(chǎn)生大量氣泡，且螺栓邊緣有大量白色腐蝕產(chǎn)物生成，平板區(qū)域顏色深淺差別較大。涂層B暴露3 a的變化情況如圖6b所示，試樣戶外暴露1 a時，表面涂層完好，與原始樣無差別；暴露2 a時，螺栓大部分發(fā)生銹蝕，緊固件區(qū)邊緣有少量氣泡產(chǎn)生；暴露3 a時，螺釘頭周圍鼓泡嚴(yán)重，表面涂層脫落嚴(yán)重，且螺栓邊緣有白色腐蝕產(chǎn)物生成，平板區(qū)域顏色深淺差別較大，此時參照GB/T 1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評級方法》，平板區(qū)域粉化為5級。通過比較2種涂層的宏觀形貌可以看出，樣品緊固件區(qū)域比平板區(qū)域更容易被腐蝕，緊固件區(qū)域腐蝕，增加了附近平板區(qū)域的不一致性；涂層B的保護性能略優(yōu)于涂層A，涂層A的保護能力不足1 a，涂層B的保護能力約為2 a。

圖6 2種涂層暴露3 a的形貌變化

2.2 色差

2種涂層色差的變化趨勢如圖7所示。從圖7中可以看出，海洋平臺戶外條件下，涂層A和涂層B在前21個月，色差變化均不明顯，涂層A的色差變化略大于涂層B。然而在21個月后，涂層B的色差變化呈明顯上升趨勢，Δ*由5上升至16，第3年色差評級為嚴(yán)重變色（5級），這說明涂層B抗變色的能力很差，暴露3 a達到最大變色級數(shù)。涂層A在21個月后的色差變化也呈上升趨勢，但變化較小，暴露3 a時的Δ*為7.8，色差評級為明顯變色（3級），遠遠小于涂層B。通過對涂層A和涂層B的色差進行分析可得，涂層B抗變色的能力較差，主要表現(xiàn)在試驗第2年末時顏色變化較大，到第3年末已嚴(yán)重變色，涂層A同樣在試驗第2年末時顏色開始變化，但變幅較小，到第3年末僅為明顯變色（3級）。

圖7 2種涂層暴露3 a的色差變化

2.3 光澤度

當(dāng)?shù)灼峄蚯迤崂匣瘯r，涂層表面會出現(xiàn)一些小孔，隨著試驗時間的增長，其數(shù)量和體積也逐漸增加，最終使得涂層表面變得粗糙，失去光澤。因此，涂層光澤度是評價有機涂料是否發(fā)生老化的關(guān)鍵因素之一[25]。

涂層A和涂層B在海洋平臺戶外失光率的變化趨勢如圖8所示。從圖8中可以看出，涂層A的抗光老化性能很差，暴露3個月，涂層體系的失光率高達62%；暴露1 a，失光率增至75%；暴露2 a，失光率增至80%，完全失光。涂層B暴露前9個月，失光率變化平緩，隨后逐漸增大，暴露2 a的失光率約為40%，到第3年，失光率升至70%。通過對涂層A和涂層B的失光率進行分析可得，涂層A的抗光老化性能較差，試驗前3個月，涂層急速開始劣化，暴露2 a時，失光率達到最大值；涂層B的抗光老化性能較好，試驗進行到第9個月后，涂層性能才逐漸劣化，且劣化速率較慢，到第3年仍未完全失光。

圖8 2種涂層暴露3 a光澤度變化

2.4 傅里葉紅外光譜

參照HB 5416—1998《航空非金屬材料紅外光譜檢測方法》，根據(jù)檢測周期，取樣測試涂層的傅里葉紅外光譜。2種涂層體系原始和暴露1、2、3 a的傅里葉紅外光譜如圖9所示。通過圖9a可以看出，涂層A的出峰位置主要有2 928、1 601、1 506、1 457、1 243、1 030 cm–1，它們對應(yīng)的化學(xué)鍵見表4。將涂層A暴露3 a與原始樣的紅外數(shù)據(jù)進行對比，可以看出，涂層A暴露1 a后，2 928、1 601、1 457、1 243 cm–1的特征峰基本消失，說明涂層A中的有機樹脂部分分子鏈已發(fā)生老化降解。暴露2 a時較暴露1 a的出峰位置更少，峰強也減小許多。暴露3 a的紅外譜圖與暴露2 a的一致，這說明涂層A戶外暴露2 a后，表面樹脂已完全老化。通過圖9b可以看出，涂層B的出峰位置主要有2 925、2 853、1 673、1 504、1 462、1 238、1 050 cm–1，它們對應(yīng)的化學(xué)鍵見表4。將涂層B暴露3 a與原始樣的紅外數(shù)據(jù)進行對比，可以看出，涂層B暴露1 a后，2 925、2 853、1 504 cm–1的特征峰較原始樣峰強降低約50%，說明涂層B中的有機樹脂少量支鏈正在發(fā)生老化，輕微降解，主要表現(xiàn)在部分烷基和環(huán)氧基的氧化。暴露2、3 a較暴露1 a的出峰位置和峰強均無明顯變化，說明涂層B戶外暴露3 a幾乎未發(fā)生涂層老化降解，具有良好的抗老化能力。

圖9 2種涂層暴露3 a的紅外光譜

表4 主要出峰位置及其所對應(yīng)的化學(xué)鍵[26]

Tab.4 Position of the main peak and its corresponding chemical bond[26]

2.5 電化學(xué)分析

2.5.1 0.01 Hz時阻抗模量分析

電化學(xué)阻抗（EIS）被廣泛用于研究電極腐蝕[27]。在研究電極系統(tǒng)的電化學(xué)阻抗（EIS）結(jié)果時，極化電阻p是反映腐蝕速率的重要參數(shù)[28]，但是對于復(fù)雜的有機涂層體系，部分研究人員認為使用最低頻率（=0.01 Hz）下的阻抗模量來評估涂層系統(tǒng)的整體防護能力比p更為準(zhǔn)確[29-30]。一般認為，以=0.01 Hz時的整體阻抗作為評價指標(biāo)，當(dāng)涂層整體電阻大于108Ω·cm2，涂層具有良好的防護性能，可以有效阻擋水、氯離子等腐蝕介質(zhì)滲入進而引起基底金屬的腐蝕；當(dāng)涂層整體電阻大于106Ω·cm2而小于108Ω·cm2時，涂層的防護能力減弱，但仍能較好地阻擋腐蝕介質(zhì)的滲入；當(dāng)涂層整體電阻小于106Ω·cm2時，涂層的防護能力大幅下降，水和腐蝕介質(zhì)穿透涂層滲入到達基底金屬的速率急劇增大，易引起基底金屬的腐蝕。

EIS涂層測試系統(tǒng)在0.01 Hz下測得2種涂層在不同暴露時間的阻抗模量如圖10所示。由圖10可知，涂層A和涂層B原始試樣的||值均是相對恒定的，均在109Ω·cm2左右。自然暴露1 a后，涂層A的防護能力大幅下降，||值下降約5個數(shù)量級，為104～ 105Ω·cm2。暴露2、3 a后，涂層A的||值與暴露第1年接近，仍為105Ω·cm2左右。涂層B自然暴露1 a后，阻抗模量||值較原始樣無明顯變化，為109Ω·cm2。暴露2、3 a后，||值較第1年略微下降，分別為106～ 108Ω·cm2和107～109Ω·cm2。通過對2涂層體系阻抗模量||值進行對比分析可以發(fā)現(xiàn)，涂層A在自然環(huán)境下暴露1 a便開始迅速老化，涂層阻抗較原始阻抗降低約5個數(shù)量級。涂層B在自然環(huán)境下暴露1、2、3 a時，阻抗變化較小，較原始阻抗降低約2個數(shù)量級，具有較好的抗老化能力，在自然環(huán)境下長時間暴露仍保持較好的絕緣性。

圖10 2種涂層暴露3 a的阻抗模量變化

2.5.2 Bode圖分析

涂層A的原始樣和海洋平臺戶外暴露1、2、3 a試樣的交流阻抗Bode圖見圖11。在樣品戶外暴露之前，阻抗的相位角在較寬的頻率范圍內(nèi)接近90°，阻抗模量和頻率在105～10–1Hz內(nèi)約為直線，因此采用等效電路模型R(QR)對測得的阻抗數(shù)據(jù)進行擬合。暴露1 a后，試樣表面已出現(xiàn)5級粉化，在NaCl溶液中浸泡30 min，溶液中的水及氯離子等通過涂層微孔滲透逐漸向金屬基體深入。根據(jù)涂層腐蝕介質(zhì)滲入物理模型，采用R(CR)(QR)(CR)模型對暴露1、2 a試樣的阻抗數(shù)據(jù)進行擬合，采用R(QR)(QR)(QR)對涂層A阻抗進行擬合的效果見圖11b。涂層A阻抗譜的等效電路參數(shù)見表5。

涂層B的原始樣和海洋平臺戶外暴露1、2、3 a試樣的交流阻抗Bode圖見圖12。在樣品戶外暴露之前，阻抗的相位角接近90°，阻抗模量和頻率在105～100Hz內(nèi)約呈直線，因此采用等效電路模型R(QR)對測得阻抗數(shù)據(jù)進行擬合。暴露第1年，阻抗的相位角接近90°，故仍采用模型R(QR)對測得阻抗數(shù)據(jù)進行擬合。暴露第2年，Bode圖中的相位角起伏變化，呈現(xiàn)出2個時間常數(shù)特征，因此均采用R{Q[R(QR)]}的等效電路進行擬合。暴露第3年，Bode圖呈現(xiàn)出多個時間常數(shù)特征，因此采用R(QR)(QR)(QR)的等效電路進行擬合，最終涂層B的阻抗擬合效果見圖12b。涂層B阻抗譜的等效電路參數(shù)見表6。

圖11 涂層A暴露1、2、3 a的Bode圖

表5 涂層A暴露1、2、3 a阻抗譜等效電路參數(shù)

Tab.5 Equivalent circuit parameters of impedance spectrum of coating A exposed for 1,2 and 3 years

圖12 涂層B暴露1、2、3 a的Bode圖

表6 涂層B暴露1、2、3 a阻抗譜等效電路參數(shù)

Tab.6 Equivalent circuit parameters of impedance spectrum of coating B exposed for 1, 2 and 3 years

由表5、6可以看出，隨著暴露時間的增加，涂層A和涂層B的涂層電阻c值、整體電阻均呈下降趨勢，這說明涂層隨著暴露時間的增加正在逐漸發(fā)生老化降解[31]。由圖11b、12b可以看出，涂層A在不同頻率下的阻抗模量均小于涂層B在相同頻率下的阻抗模量。隨著暴露時間的增加，涂層A的阻抗模量變化較大，暴露1 a的斜率絕對值約降低為原始樣斜率絕對值的1/2；涂層B的阻抗模量變化較小，暴露第1年與原始樣曲線較為接近，暴露第2、3年曲線斜率呈等差小幅變化。通過上述分析可知，隨著暴露時間的增加，涂層A、B均逐漸發(fā)生老化降解，涂層A抗老化能力較差，暴露1 a后老化較為嚴(yán)重，涂層B抗老化能力較好，暴露2 a后才出現(xiàn)明顯老化現(xiàn)象。

3 結(jié)論

1）在濕熱海洋大氣環(huán)境下，鋁合金螺接結(jié)構(gòu)的連接區(qū)域比平板區(qū)域更容易腐蝕。

2）在濕熱海洋大氣環(huán)境下，螺接結(jié)構(gòu)連接區(qū)域不僅更容易腐蝕，而且增加了附近平板區(qū)域腐蝕的不一致性。

3）在濕熱海洋大氣環(huán)境下，涂層體系B在自然風(fēng)化作用下的保護能力優(yōu)于涂層體系A(chǔ)。涂層體系B對鋁合金金屬基底的有效保護時間約為2 a，而涂層體系A(chǔ)不到1 a。

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Degradation Law of Two Kinds of Protective Coating Systems in Hot and Humid Marine Atmospheric Environment

FENG Ya-fei1, ZHU Yu-qin2,3, SU Yan2,3, DAI Lu2,3, LI Jia-meng2,3, LONG Shi-teng2,3

(1. No.92228 PLA, Beijing 100072, China; 2. Southwest Institute of Technology and Engineering, Chongqing 401329, China; 3. Chongqing Key Laboratory of Environmental Effects and Protection, Chongqing 401329, China)

The work aims to study the degradation law of two kinds of protective coatings after 3 years of natural exposure in hot and humid marine atmospheric environment. Steel and aluminum (steel) connection fittings were selected as test samples and Wanning of Hainan was determined as the test site. The appearance, color difference, luster, surface Fourier transform infrared spectrum and electrochemical impedance of coatings A and B for different exposure time were measured periodically. Through comparison and analysis of the test results, the degradation degree of the two coatings for different exposure time was judged, and the degradation law was finally obtained. The coating A was severely aged after one year of natural exposure: the coating in fastener area was peeled off, the optical loss rate in plate area was about 75%, the impedance modulus was reduced by five orders of magnitude, the color difference Δ*was 5 (slight discoloration), and the organic groups in the coating were seriously aged and degraded. After two years of natural exposure, the coating B was seriously aged: the coating in the fastener area was spalling and rusting, the plate optical loss rate was about 20%, the impedance modulus was reduced by two orders of magnitude, the color difference Δ*was 11 (severe discoloration), and the organic groups of the coating were slightly aged and degraded. For screw connection structure, the connection area is not only easier to be corroded, but also increases the inconsistency of the adjacent plate area. The protection ability of coating system B is better than that of coating system A. The effective protection time of coating system B is about two years, while that of coating system A is less than one year.

natural exposure test; coating degradation analysis; protection ability

TG174.4；TQ638

A

1672-9242(2022)12-0073-09

10.7643/ issn.1672-9242.2022.12.012

2021–11–29；

2021–12–13

2021-11-29；

2021-12-13

馮亞菲（1981—），女，博士，工程師，主要研究方向為腐蝕防護與新材料應(yīng)用。

FENG Ya-fei (1981-), Female, Doctor, Engineer, Research focus: corrosion protection and application of new materials.

朱玉琴（1983—），女，碩士，高級工程師，主要研究方向為環(huán)境適應(yīng)性量化表征與評估、環(huán)境效應(yīng)智能監(jiān)測與健康狀態(tài)評估。

ZHU Yu-qin (1983-), Female, Master, Senior engineer, Research focus: quantitative characterization and assessment of environmental adaptability, intelligent monitoring of environmental effects and health status assessment.

馮亞菲, 朱玉琴, 蘇艷, 等. 2種防護涂層體系在濕熱海洋環(huán)境下防護性能的劣化規(guī)律研究[J]. 裝備環(huán)境工程, 2022, 19(12): 073-081.

FENG Ya-fei, ZHU Yu-qin, SU Yan, et al.Degradation Law of Two Kinds of Protective Coating Systems in Hot and Humid Marine Atmospheric Environment[J]. Equipment Environmental Engineering, 2022, 19(12): 073-081.

責(zé)任編輯：劉世忠