電化學(xué)測(cè)試是評(píng)估金屬材料耐蝕性能的重要手段，它可以提供關(guān)于材料在特定環(huán)境下腐蝕行為的詳細(xì)信息,以下是一些在電化學(xué)測(cè)試中用于評(píng)估鋼材耐蝕性能的關(guān)鍵參數(shù)：

腐蝕電位（Ecorr）：表示材料在自然狀態(tài)下的電位，反映了材料的腐蝕傾向。

腐蝕電流密度（Icorr）：表示單位面積上的腐蝕速率，是評(píng)估材料耐蝕性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

極化電阻（Rp）：通過(guò)極化曲線的斜率計(jì)算得到，反映了材料的腐蝕阻力。

塔菲爾斜率（Ba, Bc）：陽(yáng)極和陰極的塔菲爾斜率，用于分析腐蝕過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)特性。

電化學(xué)阻抗譜（EIS）參數(shù)：如容抗、阻抗和相位角等，可以提供關(guān)于腐蝕過(guò)程和涂層保護(hù)效果的詳細(xì)信息。

腐蝕速率（Vcorr）：基于法拉第定律計(jì)算得到的腐蝕速率，表示材料腐蝕的快慢。

鈍化電流密度（Ip）：在鈍化區(qū)的電流密度，用于評(píng)估材料的鈍化能力。

鈍化電位（Ep）：材料從活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g化狀態(tài)的電位。

鈍化區(qū)間：表示材料在特定電位范圍內(nèi)的鈍化行為。

臨界電流密度（Icrit）：導(dǎo)致鈍化膜破裂的最小電流密度，反映了鈍化膜的穩(wěn)定性。

再鈍化電位（Erep）：鈍化膜破裂后，材料重新鈍化的電位。

腐蝕穿透深度：通過(guò)電化學(xué)測(cè)試估算的腐蝕穿透深度，用于評(píng)估腐蝕損傷的程度。

活化能（Ea）：腐蝕過(guò)程的活化能，反映了腐蝕反應(yīng)的熱力學(xué)特性。

腐蝕系數(shù)（n）：用于描述腐蝕過(guò)程的數(shù)學(xué)模型中的系數(shù)，反映了腐蝕反應(yīng)的機(jī)制。

涂層濕附著力作用機(jī)理

濕附著力是指涂層在吸水后所測(cè)得的附著力，涂層濕附著力是決定涂層失效的重要因素之一。在潮濕環(huán)境中，水分子會(huì)滲透到涂層/基材界面，形成連續(xù)或非連續(xù)水相，從而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

若水在界面處產(chǎn)生的側(cè)壓力強(qiáng)于濕附著力，造成部分金屬和涂層的結(jié)合鍵斷裂，自由水頂替掉原有的涂層，使局部金屬界面與滲透水進(jìn)行接觸，那么電化學(xué)腐蝕的條件便形成了。一旦腐蝕發(fā)生便有金屬離子生成，從而增強(qiáng)局部微小體系電解質(zhì)溶液的滲透壓，進(jìn)而增強(qiáng)水的滲透作用而逐步引起涂層脫落。

另一方面，隨著腐蝕的發(fā)生，體系環(huán)境使樹(shù)脂中易水解的基團(tuán)發(fā)生水解作用，致使涂層的濕附著力受到進(jìn)一步破壞，造成大面積涂膜脫落，防護(hù)性能喪失。

反之，當(dāng)濕附著力很好時(shí)，涂層與金屬基材的黏結(jié)強(qiáng)度良好，水相側(cè)向移動(dòng)受阻，只能在原始位置積累，就有效阻止了水對(duì)金屬基材的破壞，延緩了涂層功能的喪失，防腐蝕效果優(yōu)異。

濕附著力測(cè)試方法

將測(cè)試樣板浸泡在溫度為（40±0.5）℃的恒溫水浴中，每隔特定時(shí)間取出，用去離子水沖洗，并用濾紙快速吸干稱量， 按GB/T 9286—1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃格，然后用透明的壓敏膠粘帶在網(wǎng)格上方壓平，確保膠粘帶與涂層緊密粘結(jié)，再將膠帶迅速剝離，觀察涂層脫落情況，以此判斷出濕附著力級(jí)數(shù)。

不同成膜樹(shù)脂種類對(duì)涂層濕附著力性能的影響

為了探究不同種類成膜樹(shù)脂底涂濕附著力的性能強(qiáng)弱，采用雙組分水性環(huán)氧（1#）、雙組分水性聚氨酯（2#）以及雙組分水性丙烯酸（3#）所配制成的3種水性底漆。

底漆濕附著力性能依次為：雙組分水性環(huán)氧＞雙組分水性聚氨酯＞雙組分水性丙烯酸。這是由于環(huán)氧及聚氨酯樹(shù)脂本身與金屬表面附著力強(qiáng)，且固化后涂膜致密性好的緣故。而環(huán)氧濕附著力性能優(yōu)于聚氨酯，是由于環(huán)氧樹(shù)脂體系中含有較多的羥基及醚鍵，其對(duì)金屬具有更為優(yōu)異的附著力；且環(huán)氧樹(shù)脂含苯環(huán)，故比較堅(jiān)硬，同時(shí)又含有醚鍵便于分子間的旋轉(zhuǎn)，具有一定的韌性；環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)間距長(zhǎng)，固化時(shí)體積收縮率低，內(nèi)應(yīng)力對(duì)附著力的破壞小，故附著力較好。

再者環(huán)氧體系抗化學(xué)品性能優(yōu)良，相對(duì)聚氨酯樹(shù)脂而言，環(huán)氧樹(shù)脂中僅有烴基醚鍵，沒(méi)有易水解的酯鍵，進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)上增強(qiáng)了環(huán)氧樹(shù)脂濕附著力性能，因而環(huán)氧樹(shù)脂的濕附著力性能為三者中最優(yōu)。

不同水性環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)濕附著力性能的影響

為了進(jìn)一步優(yōu)選濕附著力性能優(yōu)異的樹(shù)脂，對(duì)3種環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行對(duì)比。

2#環(huán)氧樹(shù)脂所制的底漆吸水率小、濕附著力性能強(qiáng)，防腐蝕效果最好。

水性環(huán)氧樹(shù)脂中含有大量的經(jīng)過(guò)開(kāi)環(huán)形成或本身具有的羥基及醚鍵，這些基團(tuán)具有強(qiáng)親水性，因此使用環(huán)氧樹(shù)脂制備的水性防腐底漆也具有一定的吸水性。

1#環(huán)氧底漆吸水率最大，且隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)有不斷增大的趨勢(shì)，這是由于水性環(huán)氧底漆的吸水速率和平衡吸水率主要由體系中自由體積和極性基團(tuán)濃度所決定，自由體積越大，極性基團(tuán)越多，吸水速率越快，平衡吸水量也越大。而2#環(huán)氧底漆吸水率及濕附著力性能略優(yōu)于3#。

可以看出：涂層吸水率的大小在一定程度上反映了涂層濕附著力性能的強(qiáng)弱，但吸水率與濕附著力并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，這取決于水在涂層中的傳輸行為。固化環(huán)氧樹(shù)脂存在高交聯(lián)密度區(qū)與低交聯(lián)密度區(qū)，高交聯(lián)密度區(qū)為球狀“鏈球”，鏈球包括基本鏈球（10 nm）和由基本鏈球組成的聚集鏈球，低交聯(lián)密度區(qū)為基體。鏈球鑲嵌在基體中，形成兩相結(jié)構(gòu)。

依據(jù)環(huán)氧樹(shù)脂的吸水機(jī)理來(lái)說(shuō)，水先進(jìn)入低交聯(lián)密度區(qū)，這一步速度較快，很快可以達(dá)到平衡溶脹。然后在低交聯(lián)密度區(qū)存在的自由水或水簇，滲透到高交聯(lián)密度區(qū)，這一步的速度較慢。因此環(huán)氧涂層吸水率與樹(shù)脂交聯(lián)度及三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果層間足夠致密，減緩自由水的滲透，因而吸水率低，對(duì)涂層濕附著力破壞小。

微納米水滑石對(duì)涂層濕附著力性能的影響

微納米水滑石是一種層柱狀雙金屬氫氧化物，由金屬離子與6個(gè)羥基構(gòu)成的八面體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中部分M2 +被M3 +同晶取代而使層板帶正電荷，層間充填的陰離子起平衡電荷作用

微納米水滑石粒度小且表面有較多的親水基團(tuán)，分散穩(wěn)定性差，相互之間極易吸附而產(chǎn)生軟團(tuán)聚，不能在涂料中均勻分散，還有可能在涂層中形成應(yīng)力集中點(diǎn)，嚴(yán)重影響其在涂料中的添加量以及產(chǎn)品的綜合性能。利用γ-APS對(duì)微納米水滑石進(jìn)行接枝改性，可提升其在涂料中穩(wěn)定分散的能力，并利用水滑石本身較多的氫氧基團(tuán)屬性，增強(qiáng)涂層的濕附著力性能。對(duì)比加入及未加入改性微納米水滑石的環(huán)氧底涂。

可以看出，加入改性水滑石后的涂層濕附著力性能明顯優(yōu)于未改性的。這是由于改性微納米水滑石加入到體系后，聚合反應(yīng)將聚合物長(zhǎng)鏈接枝到顆粒的表面，使填料同樹(shù)脂界面實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵合。水滑石的層柱狀雙金屬氫氧化物結(jié)構(gòu)使得鍵合能力增強(qiáng)，交聯(lián)密度顯著增加，因此濕附著力得到提高。

不同顏基比對(duì)環(huán)氧涂層濕附著力性能及耐鹽霧性能的影響

為了探究底漆適宜的顏基比 （PVC），制備了顏基比分別為5.5∶4.5、6.0∶4.0、6.5∶3.5、7.0∶3.0的環(huán)氧防腐底漆

隨著顏基比的增大，涂層濕附著力性能呈先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)顏基比為6.0∶4.0時(shí)最優(yōu)，涂層浸泡9天后的涂層濕附著力級(jí)數(shù)≤2級(jí)，隨著顏基比的增大，涂層微觀表面由致密變?yōu)槭杷?，顏基比?.5∶4.5的涂膜致密性要優(yōu)于6.0∶4.0，但其濕附著力性能則恰好相反，說(shuō)明體系中顏填料的適量增加，一定程度上增強(qiáng)涂層的濕附力著性能。

涂層濕附著力性能與耐鹽霧性能呈正相關(guān)，涂層濕附著力性能依次為：6.0∶4.0＞6.5∶3.5＞7.0∶3.0＞5.5∶4.5，而耐鹽霧性能也依次為：6.0∶4.0＞6.5∶3.5＞7.0∶3.0＞5.5∶4.5，濕附著力性能好，涂膜對(duì)基材的附著力強(qiáng)于水在界面處產(chǎn)生的側(cè)壓力，那么水相側(cè)向移動(dòng)受阻，只能在原始位置積累，有效阻止了水對(duì)涂層的破壞，因此延緩了涂層功能的喪失，使得防護(hù)作用優(yōu)異。因此從濕附著力和耐鹽霧時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系上看，可以通過(guò)濕附著力的數(shù)據(jù)對(duì)涂層耐鹽霧性能進(jìn)行初判，及時(shí)調(diào)整配方及工藝，提高研發(fā)效率。

結(jié)語(yǔ)

（1）水性涂料是綠色環(huán)保涂裝的主要方向，通過(guò)上述不同成膜水性樹(shù)脂種類、不同水性環(huán)氧、顏基比以及微納米水滑石改性對(duì)涂層濕附著力、吸水率以及耐鹽霧性能的影響試驗(yàn)，可以看出濕附著力是影響涂層防腐蝕性能效率的要素。試驗(yàn)對(duì)比得出環(huán)氧涂層濕附著力性能優(yōu)于聚氨酯、丙烯酸體系。

（2）通過(guò)加入改性微納米水滑石可明顯增強(qiáng)環(huán)氧底漆的濕附著力性能，是一種提升環(huán)氧涂層耐鹽霧腐蝕性能的好方法。

（3）當(dāng)顏基比為6.0∶4.0時(shí)所獲得的涂層濕附著力性能及耐鹽霧腐蝕性能優(yōu)越。從環(huán)氧底漆濕附著力同耐鹽霧測(cè)試時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系上看，可以利用底漆濕附著力變化對(duì)耐鹽霧性能進(jìn)行初判，利于及時(shí)調(diào)整配方及工藝。