涂层失效分析(原著修订版)

1 涂料配方原理1 1.1 引言1 1.2 胶黏剂1 1.3 颜料3 1.4 溶剂4 1.5 添加剂4 1.6 配方概念：颜料与胶黏剂的比例4 1.7 配方概念：颜料体积浓度5 1.8 配方概念：密度、固体重量与体积5 参考文献6 2 涂层的作用与失效原理7 2.1 涂层的工作原理7 2.1.1 附着力7 2.1.2 润湿8 2.1.3 表面预处理10 2.1.4 黏结强度17 2.1.5 渗透性17 2.2 涂层的失效原理18 2.2.1 机械应力19 2.2.2 内应力22 2.2.3 化学腐蚀23 2.2.4 老化应力24 2.2.5 渗透起泡25 2.2.6 电渗起泡27 参考文献27 3 颜料28 3.1 无机颜料28 3.1.1 无机着色颜料——白色28 3.1.2 无机着色颜料——黄色29 3.1.3 无机着色颜料——橙色29 3.1.4 无机着色颜料——红色29 3.1.5 无机着色颜料——蓝色29 3.1.6 无机着色颜料——绿色29 3.2 体质颜料30 3.2.1 二氧化硅/硅酸盐30 3.2.2 碳酸钙31 3.2.3 重晶石31 3.3 耐腐蚀颜料31 3.4 有机颜料33 3.4.1 有机红颜料34 3.4.2 有机黄颜料34 3.4.3 有机蓝颜料35 3.4.4 有机绿颜料35 参考文献35 4 添加剂和溶剂37 4.1 添加剂37 4.1.1 稳定剂37 4.1.2 黏度调节剂38 4.1.3 表面活性剂和乳化剂38 4.1.4 消泡剂和防泡剂39 4.1.5 快干剂39 4.1.6 增塑剂39 4.1.7 紫外线稳定剂39 4.1.8 防结皮剂40 4.1.9 杀菌剂40 4.1.10流平剂41 4.2 溶剂41 参考文献46 5 涂料类型与一般失效模式47 5.1 天然树脂与油47 5.1.1 天然树脂47 5.1.2 油49 5.2 醇酸树脂和环氧树脂51 5.2.1 醇酸树脂51 5.2.2 环氧树脂53 5.3 环氧树脂类54 5.3.1 环氧树脂用胺和酰胺固化剂55 5.3.2 环氧树脂失效模式57 5.4 改性环氧树脂61 5.4.1 丙烯酸环氧树脂61 5.4.2 煤焦油环氧树脂61 5.4.3 环氧酚醛树脂61 5.5 酚醛树脂62 5.5.1 甲阶酚醛树脂62 5.5.2 线型酚醛树脂63 5.5.3 酚醛树脂失效模式63 5.6 氨基树脂63 5.7 丙烯酸树脂65 5.7.1 溶剂型丙烯酸漆65 5.7.2 丙烯酸乳胶漆66 5.7.3 热固性丙烯酸树脂68 5.8 聚酯树脂70 5.8.1 饱和聚酯树脂70 5.8.2 不饱和聚酯树脂72 5.9 聚氨酯树脂73 5.9.1 双组分多异氰酸酯/多元醇涂料74 5.9.2 脲基醇酸树脂77 5.9.3 潮气固化聚氨酯77 5.9.4 聚氨酯清漆和分散体78 5.9.5 双组分水性聚氨酯78 5.10 乙烯基树脂79 5.10.1 乙烯树脂溶液79 5.10.2 塑溶胶和有机溶胶79 5.10.3 氟乙烯树脂80 5.10.4 聚乙烯醇缩丁醛80 5.10.5 乙烯乳液81 5.11 沥青涂料81 5.1 2无机和有机硅改性涂料83 5.1 2.1 有机硅涂料83 5.1 2.2 硅酸盐涂料84 5.1 2.3 聚硅氧烷涂料86 5.1 3聚脲87 5.1 4粉末涂料89 参考文献90 6 施工问题91 6.1 刷涂和滚刷91 6.2 喷涂的应用91 6.2.1 空气(传统)喷涂92 6.2.2 无气喷涂92 6.2.3 复合喷涂92 6.2.4 静电喷涂93 6.3 流水线喷涂93 6.4 滚涂93 6.5 粉末喷涂93 6.6 与应用相关的涂层失效94 参考文献98 7 实地调查法99 8 分析方法103 8.1 光学显微镜103 8.2 红外光谱109 8.2.1 理论109 8.2.2 仪器120 8.2.3 样品处理123 8.2.4 应用129 8.3 气相色谱150 8.3.1 气相色谱理论150 8.3.2 仪器153 8.3.3 裂解色谱160 8.3.4 气相色谱的应用160 8.4 凝胶渗透色谱164 8.4.1 理论164 8.4.2 仪器167 8.4.3 应用167 8.5 离子色谱170 8.5.1 理论171 8.5.2 应用175 8.6 扫描电子显微镜175 8.6.1 成像理论176 8.6.2 X射线光谱元素分析177 8.6.3 样品制备179 8.6.4 扫描电镜的应用180 8.7 差式扫描量热182 8.7.1 理论182 8.7.2 校正和样品准备184 8.7.3 DSC的应用186 8.8 其他分析方法190 参考文献191 9 物理方法192 9.1 附着力192 9.2 韧性和抗冲击性194 9.3 耐溶剂性195 9.4 耐候性195 9.5 耐化学腐蚀性196 9.6 抗冷热性能198 9.7 操作参数199 参考文献201 10 涂层失效案例202 10.1 聚氨酯面漆从环氧涂层上脱落202 10.2 环氧树脂罐涂层的起泡205 10.3 砖石墙上环氧涂料体系涂层的裂纹和分层207 10.4 铝制卷材上的涂料变色209 10.5 热塑性树脂涂料的脱层、变色211 10.6 地坪涂料的脱层215 10.7 快干醇酸漆的脱层217 10.8 煤焦油环氧树脂的失效219 10.9 无机富锌底漆的龟裂222 10.10 电泳涂装样板的缺陷225 10.11 灯柱上涂料的失效226 10.12 事例1混凝土地坪涂料的鼓泡228 10.13 事例2混凝土地坪涂料的起泡232 10.14 金属椅子上涂层的脱皮234 10.15 铁路车厢涂层失效238 10.16 桥梁用石油磺酸钙改性醇酸面漆的失效240 10.17 家具乳胶漆的退色242 10.18 罐车衬里涂层的失效245 参考文献250 11 涂层失效的修复251 附录涂层失效分析术语254