涂料經(jīng)過涂裝施工成為涂層,涂層經(jīng)過干燥或交聯(lián)固化后發(fā)揮其保護、裝飾和功能性作用。在涂裝后,涂層有時會出現(xiàn)缺陷甚至失效現(xiàn)象,如粉化、失光、褪色、脫落等現(xiàn)象。若這些涂層衰減處于涂層保質(zhì)期內(nèi),或其未對涂層的保護、功能性作用造成本質(zhì)影響,則此涂層質(zhì)量的降低屬于涂層質(zhì)量的正常遞減。
但若涂層在各種因素的作用下,在物理化學和機械性能方面出現(xiàn)不可逆的變化,即涂層性能被明顯破壞,則稱之為涂層的失效。 涂層失效的原因很多,一般歸咎于四個主要的方面:涂料施工不當,涂料本身有質(zhì)量缺陷,涂料品種選擇不當,涂層服役環(huán)境苛刻等。另外,除以上宏觀原因,涂層失效還有著更深層次、更本質(zhì)的失效原理和失效模式。本文將對涂層失效的現(xiàn)象及原理、涂層失效的分析方法進行深入解析。
涂層失效的現(xiàn)象及原理 1、開裂、脫落現(xiàn)象 原理:交聯(lián)固化后的涂層可視為一種“粘彈性”固體,當受到外界應力時,會發(fā)生形變來消除應力。常見的形變情形有:涂層在一定溫度和濕度下的膨脹、收縮,基材受力引起的振動、沖擊等。 2、化學腐蝕現(xiàn)象 若涂層中樹脂主要含有碳碳單鍵、醚鍵等化學鍵,則其耐化學侵蝕性能就相對穩(wěn)定,如酚醛樹脂、乙烯基樹脂。 若涂層中樹脂含有羥基、羧酸基、酯基、胺基和酰胺基等基團,則其極易受到酸、堿和氧化劑的侵蝕,如醇酸樹脂則易在堿性潮濕環(huán)境中會迅速發(fā)生水解而失效。 3、黃變、粉化現(xiàn)象 涂層的黃變、粉化現(xiàn)象一般是由涂層的應力老化引起。應力老化是指涂層中樹脂在光、熱等氣候因素的作用下發(fā)生高分子鏈的斷裂和降解的情況,如芳香族聚氨酯可能會發(fā)生黃變,環(huán)氧樹脂可能會粉化。 4、起泡現(xiàn)象 涂層起泡包括滲透起泡和電滲起泡,一般指的是水分、離子等在濃度梯度或電勢梯度的作用下滲透到涂層內(nèi)部,導致涂層內(nèi)基材腐蝕或涂層脫落、起泡等現(xiàn)象。涂層的起泡現(xiàn)象一般發(fā)生在涂層有針孔缺陷或服役環(huán)境嚴苛的情況下,如海邊、高溫潮濕的環(huán)境等。