有机富铝电镀有机复合涂层体系的耐蚀性能的电化学研讨.pdf

有机富铝／电镀有机复合涂层体系的 耐蚀性能的电化学研究 殷跃军1，韩长智1，刘建国2，严川伟2 (1沈阳市航达科技有限责任公司，沈阳110043 2中国科学院金属研究所，金属腐蚀与防护国家重点实验室，沈阳 110016) 摘 要 通过EIS和中性盐雾试验研究了以0235碳钢和钢丝夹头工件的有机富铝／电镀复合涂层体系在3．5％ NaCI和5％NaCI中的防护性能，同时研究了固化温度对体系耐蚀性能的影响。结果表明：(1)复合体系比单一的涂 层表现出优良的耐蚀性能，并远大于二者的简单加和，表现出明显的协同效应。(2)高固化温度明显提高有机富铝 做钢以及有机富铝／电镀体系的防护性能。 关键词 有机富铝，电镀，复合涂层，EIS，耐蚀性能 1 序言 电镀锌加有机保护涂层技术是由西方发达国家诸如美国Magni公司【lJ等在20世纪末期发明的，主要 用于汽车工业，代表性产品是Magni590，其典型产品见图】。这种在电镀锌表面加有机金属复合涂层的方 法，将普通电镀锌的中性盐雾试验技术指标由96h提高到400h以上，而且该复合涂层还可以经受住相当大 的塑性变形而不产生破坏。我国东南沿海发达城市地区最近几年开始大量加工出口各种建筑钢结构用紧固 件，大多是M6×100左右的墙体面板和屋顶面板的安装螺钉，首选表面处理工艺就是电镀加有机金属复合 涂层，中性盐雾试验寿命一般在500h以上，比热镀锌高2倍，而这种高档复合涂料目前主要靠进口。 我公司采用成熟的工业化粉末材料超细加工技术，可以将任何金属材料加工到直径不大于10微米，单 一粉末颗粒的平均厚度在0．1微米，这样就能够进行类似有机富铝涂料研制开发工作。经过若干个小批量 生产验证，初步确定了有机基铝涂料的基本成分比例，并在几个达克罗和电镀生产厂进行了推广应用，获得 的复合涂层所有性能指标已经达到PS一9295D【2J技术要求。为了对该复合涂层对耐中性盐雾腐蚀性 的作用机理有所了解，专门安排了摸清防腐机理的相关试验。 本文所述有机涂料采用有机树脂为成膜物质，超细片状铝粉为主要填料，加入微量CeO稀土超细粉末， 制备出成分相对简单的有机富铝涂层，并将其与电镀层进行复合涂装操作，得到有机富铝／电镀锌复合体系， 与已经推向市场的HD590成分一致。 能进行评价，并使用SEM对体系的表面及截面形貌进行分析表征，以期认识复合体系的耐蚀性能及作用机 制。 2 实验部分 实验样品为电镀处理和未处理的0235碳钢冷轧钢板。非电镀样品使用乙醇和丙酮对样品进行清洗， 电镀样品不清洗。有机富铝涂料直接喷涂在清洗后的裸钢平板样品表面和电镀后没有清洗的平板样品与钢 118 一周。 电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为铂片，以复合涂层体系为研究电极，电极工作面积为13cm2。腐蚀 标GBlol25—1997进行，盐水浓度5％。 电位)，扫描速率为0．5mV／s，电极工作面积为4cm2。 所用化学试剂均为分析纯试剂，NaCl溶液用一次蒸馏水配制溶液，所有EIS和动电位极化曲线测试均 在室温下进行，溶液未经除氧处理。表面形貌和元素组成采用Philips—XL30扫描电镜(SEM)表征。 a压合变形前 b．电镀铬酸彩钝化表面涂覆有机富铝涂层的钢丝夹头 穿入钢丝绳压合状态 图l b电镀铬酸彩钝化表面涂覆有机富铝涂层的钢丝夹头 穿人钢丝绳压合状态 119 3结果与讨论 3．1 有机富铝／电镀复合体系的动电位极化曲线 10¨ 10” 101：