Page 73 - 2025水性涂料虚拟专辑

张华菲等：碳纤维/水性环氧树脂涂层的制备及其耐冲刷腐蚀性能研究

的峰为 Q235 钢基材单质 Fe 物相，其他较小的峰为 物为 -Fe O 、 -FeOOH、 -FeOOH；流速为3 m/s、含砂
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Fe O 或 Fe O 。试样在流速 1 m/s、含砂量 0. 5% 的环 量为 1. 0%时，腐蚀产物为β-FeOOH、 -FeOOH；流速
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境中腐蚀暴露后，试样表面除了单质 Fe 形成的最高 为 5 m/s、含砂量为 1. 0% 时，腐蚀产物为 -Fe O 、
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3
峰外，没有其他的峰存在，说明涂层完整，Q235 钢没 -FeOOH、Fe O ；流速为1 m/s、含砂量为0. 5%时，腐蚀
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4
有发生腐蚀。 文山等 通过模拟 Q235 钢在含砂流 产物为 -Fe O 、 -FeOOH、 -FeOOH；流速 1 m/s、含
[12]
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动海水中的冲刷腐蚀实验，同样发现形成的腐蚀产 砂量1. 5%时，腐蚀产物为 -Fe O 、 -FeOOH、Fe O 。
3
4
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物主要包括 FeOOH、Fe（OH）、Fe O 。 2. 4 腐蚀 质量分析
3 2 3
腐蚀试样的拉 光谱如图 7 所示，并结合铁的各 试样的腐蚀失质量速率测试结果如图 8所示。
种标准氧化物和羟基氧化物的激光拉 光谱特征
峰 得到腐蚀产物成分，结果如表 3所示。
[16]
表3 的氧化物和 基氧化物的 光 光 特 （ mg·mm -2 ·h -1 ）

Table 3 Laser Raman spectra of iron oxides and I
hydroxyl oxides 腐蚀 质量速率/
物 体结构 数/cm -1
菱形体；

-Fe O 225 245 295 415 500 615
2 3 六方晶体
-FeOOH 255 380 528 645 1 057 1307
图8 钢试样 刷腐蚀 6 h后的腐蚀 质量速率
-FeOOH 斜方晶体 248 303 397 485 554 680 1 002
Fig. 8 Corrosion rate of steel specimens after flushing corrosion for 6 h
β-FeOOH 四方晶体 330 415 745
立方晶体 265 300 345 395 515 由图 8 可知，空白试样的腐蚀失质量速率大于所
-Fe O
2 3 （针状） 645 670 715 有涂层试样。对于覆盖涂层的试样，随着流速以及
立体晶体 298 319 420 560 含砂量的增加，试样的腐蚀失质量速率均在 增，说
Fe O
3 4 （针状） 680 1 322
明流速和含砂量的增加均促进了试样的腐蚀，与 Wu
注： 为 物相的 强 。 等 的研究结果一致。

[17]
由表 3 和图 7 可知，流速为 1 m/s、含砂量为 0. 5% 2. 5 涂层防腐机理分析
时 ，空白试样腐蚀 产物为 -Fe O 、 -FeOOH、 依据上文的分析结果，得出 CF/WEP 涂层腐蚀与
2 3
-FeOOH。流速为 1 m/s、含砂量为 1. 0% 时，腐蚀产 防护机理，如图 9 所示。处理过的碳纤维作为填料，

可以均匀地分布在水性环氧树脂乳液中，从而大幅

]
降低了涂层的孔隙率及孔隙的直径[图 9（a）。当涂

覆有 CF/WEP 复合涂层的 Q235 试样处于流动含砂海

水的环境中时，一方面，腐蚀介质只能通过有限的孔

隙通道进入涂层，另一方面，涂层初期能够抵抗砂粒

的冲击，不会产生孔隙和裂缝，因此能够进入涂层的

]
腐蚀介质的量较少[图 9（b）。但随着冲刷时间的增
加，涂层承受砂粒冲击的能力下降，涂层开始产生裂

纹，腐蚀介质通过涂层的裂缝到达金属表面，引起金
-1
波数/cm

属的腐蚀[图 9（c）。最后，在腐蚀介质和砂粒冲击的
]
联合作用下，涂层破裂处增多，大量腐蚀介质进入，

金属表面严重腐蚀，形成较多的腐蚀 ，并有腐蚀
图7 钢试样 刷腐蚀 6 h后腐蚀产物的 光 曼光谱
堆叠形成大面积的腐蚀区， 随着大量腐蚀产物的
Fig. 7 Laser Raman spectroscopy of corrosion products of steel
产生，导致涂层防护能力的降低[图9（d）。
specimens after punch corrosion for 6 h ]
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