金属涂层检测失效的主要原因

现代钢结构涂层系统的表层和中间层基本上都属于金属涂层的检测范围。金属涂层的失效意味着金属长时间暴露在大气中，导致涂层的各种物理和化学性质衰减，失去其原有性能，部分或完全失去对基础金属材料的保护。为此我们在对金属涂层反复的检测后，发现如果金属涂层失效破裂，腐蚀因子就会大量渗透到金属基材的底面，导致金属涂层或金属基材的腐蚀。腐蚀产物的形成和积累可能导致金属金属涂层的附着力降低。所以，了解金属涂层失效原因，是金属涂层检测研究的一个重要方向。

一、金属涂层检测失效原因-光降解老化问题

在影响金属涂层室外老化的因素中，太阳紫外线被认为是导致降解的最重要因素。通常认为金属涂层的光降解机理是自由基反应机理。自由基 - 产物自由基浓度通常是非常低的稳态值，因此基于分子遇到的机会，自由基和自由基更容易被遇到，因此上述反应不断进行。在金属涂层老化性能检测中，我们发现一些小分子，如酮，醇，酸等，这些小分子很容易被水冲走。由于组合物的不断损失，涂层收缩并且厚度减小，这容易导致涂层脆化和开裂。如果涂料含有颜料，涂料聚合物的损失将有效地增加涂料表面上颜料的体积浓度。结果，表面层相对脆，内层更有弹性，这使得涂层的表面层粉化并深裂。虽然光致自由基降解可以被认为是解释一些小分子量氧化物源，但是不可能分辨出分子中的哪种特定反应，导致产生的小分子量氧化物，例如过氧化物，乙醛和酮。

二、金属涂层检测失效原因-水降解老化问题

由于涂层在室外大气环境中受到阳光中紫外线的作用而降解，因此它也会受到来自不同通道的水的水降解反应。如果涂层中存在一组酯，醚，醇，胺等，则涂层更可能水解。 拜恩工程师认为在树脂体系的固化位置容易发生水降解，导致涂层老化。对金属涂层检测后发现，使用三聚氰胺作为交联剂在老化过程中起着非常重要的作用。还发现在潮湿的环境中，涂层的老化速度比干燥的环境要快， 由于金属涂层的分子链经历光降解，因此产生许多亲水基团。大多数金属涂层老化试验显示 ，水溶解经常在光降解后发生。光降解和水降解过程相互促进，不是分离的。

三、金属涂层检测失效原因-涂层发泡、起鼓问题

涂层起泡、起鼓是金属涂层检测失效原因最常见的病害现象之一，它是由于涂层附着力检测指标没有达到要求，从而导致涂层表面升起圆鼓形状的突起。金属涂层起泡通常是由于涂层防腐能力不足的最直观的外在表征，这是由于不论是漆膜吸水膨胀、析氢、电渗透、相分离、渗透压，还是由于腐蚀因子因水、氧和离子渗透到金属母材与涂层界面处产生电解液，都会导致腐蚀钢铁形成的腐蚀产物（Ｆｅ：Ｏ，、Ｆｅ，０４等）产生体积膨胀，从而使涂层内部产生内应力，而当这些内应力超过涂层与金属母材的附着力时，涂层就会产生起泡现象，而这会使涂层脱离母材金属表面，从而丧失其对金属母材的防腐蚀保护作用。起泡的涂层随后破裂、脱落，进而形成腐蚀坑，从而使金属基材缺乏涂层的有效保护，以致金属直接暴露于大气环境下，进而导致金属的锈蚀。金属涂层的附着力检测指标，通常来自氢键的次价力和分子力，均可达到４０ＭＰａ以上，该力足可以保证涂层牢固的附着于金属表面上。但是当金属涂层表面被水浸湿后，水分子则可以透过涂层并渗透到金属表面，介入和置换并取代金属表面活性点与涂层中极性因子之间的吸附，使涂层附着力降低。所以金属涂层的耐水性检测指标，湿附着力检测指标，以及湿态刚性检测指标对涂层抵抗起泡起着至关重要的作用。

通过金属涂层检测，了解其失效机制，对于金属涂层施工工艺及质量评定都极具参考价值。我们可以对金属涂层厚度和金属表面处理进行改进。金属涂膜的厚度不应太薄或太厚，应根据涂膜的不同用途严格使用不同的涂层厚度。在金属表面处理中，表面处理占各种结构因素的约50％，并且可以看出表面处理对涂层的使用寿命至关重要。表面处理是涂层构造的第一步，也是确定涂层寿命长度的关键步骤。因此，对于金属表面的处理，优选喷砂，其可以形成金属表面的一定粗糙度，并且金属的表面粗糙度不应超过加工过程中漆膜厚度的1/3，因此可以添加漆膜和薄膜。金属表面的结合力延长了金属涂层的使用寿命，从而更好地延长了金属的使用寿命。