长输管线3层结构聚烯烃防腐蚀涂层阴极剥离的研究进展_铝板防腐涂层_索雷阴极板防腐涂层(2)

3、熔结环氧粉末

涂料的优良特性防腐涂料有很多种类，为什么FBE能够一枝独秀？这得益于其粉体涂装方式（不含溶剂，V0C含量为零）和环氧树脂独特的分子结构，环氧树脂种类很多，最常用的双酚A环氧树脂其分子通式（如图1所示）：

熔结环氧粉末涂料涂层的失效分析从以上分子结构可以看出：环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力；醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力；醚键和c-c键使大分子具有柔顺性；苯环赋予聚合物以耐热性和刚性；异丙撑基减小分子间作用力，赋予树脂一定韧性；-c-o-键的键能高，从而提高了耐碱性。主要缺点是：分子中的极性基团导致分子有一定的亲水性，芳醚键的存在导致树脂耐紫外光性差、耐候性差、易粉化。

FBE是一种有机涂料，涂层就是一种高分子膜，能够阻隔水、电解质、氧等腐蚀因素，防止化学和电化学腐蚀，FBE涂层突出的性能就是其耐久性，涂层具有良好的抗化学品性、抗溶剂性；坚韧、致密、耐磨，抗冲击性及抗弯曲性优良；与钢铁之间能形成化合键，有极佳的附着力。环氧树脂分子上富含羟基，不含有酯键（不水解），既有一定的水通过性，又有良好的绝缘电阻，与阴极保护配伍，可实现长效保护的目的；涂层具有很高的玻璃化温度，应用温度范围宽，能在-30-120℃之间保持最佳性能；FBE施工方便、无需底漆、固化迅速，特别容易实现流水线作业，涂装效率高；工件检测和修补简便，涂层质量容易控制。涂层有一定的吸水性且耐候性差，不适合室外装饰，而且涂敷需要专门的设备，现场施工性欠佳。

4、FBE涂层的工作原理与失效原理

4.1FBE的工作原理

将FBE施涂于经预热的钢铁制品表面，FBE快速熔化、润湿、流平、交联、固化形成一道均匀的涂层即高分子膜，分子由低分子的线性预聚体交联成立体网状结构。这个膜即有附着力又有韧性，并且能够阻隔水、电解质、氧的渗入，防止腐蚀的发生。大多数情况下附着力来自次级化学键或极性键，次级化学键是极性相互作用，如氢键和范德华力这些力依靠分子内的电荷分布不均匀，使得产生偶极子。这样，分子带有正电荷部分的一端，会被临近带有负电荷的部分的分子吸引。环氧树脂上由原子构成的官能团如羟基（OH）和固化剂中胺基（NH）具有显著不同的电负性，与基材容易形成极性键。如果固化温度到达230℃，则FBE涂层可能与钢铁表面形成化合键，附着力进一步提高。

涂层必须与基材形成亲密的物理接触才能实现良好的粘接，无论化合键还是次级键，都只发生在只有几A（10-10m）的距离内，FBE熔化并与钢铁亲密接触的过程叫润湿，只有充分的润湿才有好的附着力。FBE高温熔化粘度很大，并且很快固化，要想充分润湿必须要有好的前处理（去除氧化铁皮、灰尘、油污、打出锚纹），管道和钢筋一般采用喷砂或抛丸的前处理方式，不但有利于润湿，还增大了接触面积，影响表面张力，提高了机械结合力，附着力会显著提高。

至少在一定程度上涂层都具有阻隔性和渗透性，这也是FBE涂层保护好基材的关键因素，FBE涂层能够阻隔水、氧、盐分的渗入，又对水有一定的通过性，这样既保护了基材不受电化学腐蚀，又能让阴极保护发挥作用。

4.2失效原理

任何涂层都有可能失效，FBE也不例外，一般人们普遍地将涂料失效的原因归咎于四个方面，即涂料质量因素；涂层的制作因素；涂料的选择因素；涂层的服役环境因素。涂层失效可能是上述四个原因之一引起的，也可能是其中几个原因共同引起的。

FBE的质量，与原材料选择、配方设计、加工工艺息息相关。现在国内有些环氧树脂生产厂家为了降低成本，在生产环氧树脂过程中添加一定比例的聚酯中间体，这种材料价格便宜，但是都是聚酯成分，而且没有官能团，不参加化学反应，对FBE的固化性能、耐水性、耐阴极剥离性、机械强度、附着力都有很大影响。

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