贾紫淇
中国航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150001
摘要：采用环氧涂层进行保护的钢材防腐寿命受到了诸多因素的影像，按照现阶段比较科学的统计分析、实践经验，确定出四种可能的因素。这四种因素主要是表面处理质量、涂装道数、选用的涂料种类、其他因素，依据影响百分比进行划分这四种的影响因素分别是：表面处理质量占据50%，涂装道数占据19%，选用涂料的种类占据5%，其他各类因素则是占据26%，从影响百分比中分析得知，钢材表面的处理质量是影响环氧涂层防腐能力制约的因素之一，钢材的表面处理质量是如何影响影响制约环氧涂层的防腐性能的防腐性能好坏通常都是由环氧涂层、钢材结合的牢固程度进行决定的，就是钢材表面处理是经过附着力来影响防腐性能的。按照理论计算、实践的经验表明，环氧涂层、钢材表面间距越小，附着力则是越大，最佳的间距在0.5nm，增加环境涂层、钢材表面接触面积，只能经过钢材表面粗糙度进行实现。但是经过大量实践分析得知，附着力并不是随着接触面积的无限度增大而累积增加。换而言之，钢材表面粗糙度有着一个最佳的范围。所以，本文就基于此，分析钢材表面处理工艺对环氧附着力的影响，希望对相关从业人员有所帮助。
关键词：钢材性能；处理工艺；环氧涂层
前言：
海洋工程的涂层保护性能强弱、涂装作业前钢材表面的处理质量好坏有着直接的联系，所以，选择出钢材表面获取高附着力的表面处理工艺是比较重要的。环氧涂层主要是本文实验对象，经过试验数据分析，钢材表面采取的不同喷砂工艺、粗糙度的关系，进一步的分析粗糙度的变化对环氧涂层的附着力变化影响。
1 实验的准备工作
环氧涂层的制备：选用江阴万千化学品有限公司索制作的双酚A型的环氧树脂VER-2，湖北阡陌生物科技有限公司的丙酮、1，2-环乙二胺。在一次性塑料杯中倒入100g双酚A型的环氧树脂VER-2，按照1个环氧基匹配的1.2个活泼氢原则，在100g的双酚A型环氧树脂VER-2中倒入17.5g的1，2-环已二胺。施涂作业完成之后，分三次不同温度进行固化，在第一次固化温度是室温，固化的时间是14小时，第二次固化温度是50摄氏度，固化时间则是4小时，第三次的固化时间是80摄氏度，固化的时间是6小时。用丙酮仔细清洗经过三次固化后的树脂涂层、试验用锭子，经过打磨后利用混合胶水，把试验用锭子、树脂涂层进行有效的黏贴。
2 实验结果和分析
2.1 不同类型的磨料索对应的钢材表面粗糙度
样品粗糙度SdrDOD1/3D1/2D2/3
表面积/横截面积最大深度/um表面积/横截面积面积比/%表面积/横截面积面积比/%表面积/横截面积面积比/%
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依据Sdr、真实面积分析，钢砂海绵、刚玉海绵、钢砂、石榴石四种工艺基本相当，无显著的差异性。除此之外，就不同深度（D0，D1/3，D1/2，D2/3）截面真实面积数据看出，经过四种方法处理过的钢板，刚玉海绵、钢砂海绵处理工艺有着更好的垂直分布，不管是在那个深度横截面的真实面积都保持一定的稳定性。钢砂、石榴石的处理工艺要略逊一筹，在深度的不断变化下，更加不明显。
2.2 不同钢材表面粗糙度所对应的附着力
就表2 中分析得知，没有经过任何喷砂工艺处理的钢材表面附着力只有1MPa多一点，附着力相当小。探究其主要原因，没有经过任何表面处理的钢材被氧化皮、污垢油渍所覆盖，而钢材的表面和涂层的接触十分困难。因此，其附着力通常是比较低的，在对钢材喷砂处理时间变化由短变长，虽然粗糙度的变化不大，但是附着力的变化较大。在粗糙度由0.78um提升至1.11um的时候，附着力也由之前的1.18MPa提升至6.49MPa。喷砂的时间不同钢材和未喷砂的的钢材在粗糙度方便变化不大，但是钢材的表面洁净度提高了，所以附着力也得到显著的提升。
表2 喷砂时间不同所对应不同粗糙度下的附着力数值表
粗糙度/um膜厚度/um附着力
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附着力随着表面的粗糙度提升，先增大后减小，在Ra由1.0um提升至3.3um，而附着力从6.3MPa逐渐增大到9.7MPa，这主要是因为两个方面的原因造成的：第一，在涂装过程中，有机漆膜渗入粗糙表面的缝隙间形成机械互锁，粗糙度表的表面缝隙较多，并且较深，形成机械互锁作用也就更强，所以应该有着较强附着力。第二，粗糙度增大会造成基体的表面积增大，基体表面积的增大，这就意味着漆膜、基体之间有着更大的接触面积，提高漆膜与基体之间的界面吸附力、化学键作用力。
但是在粗糙度过大的时候，如果说漆膜用量一定的时候，造成漆膜厚度分布的不均匀，使得附着力反而偏小，在Ra由3.3um提升至6.2um的时候，附着力也从9.73MPa逐渐的减小到7.73MPa。在事实上，过大的粗糙度将会使得在波峰处的漆膜厚度往往不足，而低于设计要求，引起早期锈蚀性问题。除此之外，粗糙度的过大容易在较深的波谷凹坑内截留住气泡，将成为漆膜气泡的根源所在，严重的影响到涂层对钢材保护性能。
3 结论分析
第一，钢材表面的粗糙度就喷砂的时间变化方面，基本上不会产生变化的，并且变化程度较小。
第二，钢材表面的粗糙度在喷砂磨料直径的变化下产生较大的变化，磨料的直径越大，其附着力则是更大。
第三，不同磨料喷砂后样板的涂层结合力基本上是类似的，海绵的磨料能够达到和钢砂、石榴石相近的涂层附着力的效果。
表3 不同类型磨料表面粗糙度索对应的附着力
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参考文献：
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论文作者:贾紫淇
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/27
标签：附着力论文; 钢材论文; 涂层论文; 表面论文; 粗糙度论文; 环氧论文; 喷砂论文; 《防护工程》2019年19期论文;