0 引言
随着公司业务的不断拓展，产品涉及到铁路机车和客车、城市轨道交通、风电、船舶、矿山机械等多个行业，每个行业使用环境各不相同，特别是铁路客车、动车、船舶、矿山机械等行业，使用环境相对比较恶劣，也对表面的防护涂层提出了更高的要求。为了更好地了解产品的使用寿命，对这些产品的使用环境进行了调研分析，主要有以下几类：酸雨环境、潮湿环境、盐雾环境、高低温循环、砂尘磨蚀等。为此，针对这几种环境进行了模拟老化试验，为不同使用环境下的涂层选择提供参考。
1 涂层的老化
有机涂层对金属基体的防护主要是在环境和基体金属之间起到屏蔽隔离作用，大限度地减小外界的水（水汽）、氧气或其他腐蚀性的离子（如氯离子、硫酸根离子等）渗入，延缓金属腐蚀的发生。受到使用环境的影响，产品运行过程中出现起泡、脱落、开裂、失光、褪色等现象。不同的使用环境涂层的破坏形式、破坏程度不同。由此可见，在确定的涂层体系下，使用环境决定了涂层的使用寿命，也直接影响到产品的生命周期。导致涂层失效的主要因素有：湿度、温度、砂尘、紫外线、盐雾。导致涂层失效的次要因素有：酸雨、生物污染等，这些因素的共同作用导致了涂层的老化失效。
2 试验
2.1 试验涂料
本次试验选取3 种涂层体系，详见表1。
2.2 试验内容
试验内容见表2。
2.3 试验结果
2.3.1 水性环氧底漆+腻子+丙烯酸聚氨酯半光漆涂层体系
试验结果见表3。
2.3.2 灰白环氧玻璃磷片漆+腻子+丙烯酸聚氨酯半光漆涂层体系
试验结果见表4。
2.3.3 灰白环氧底漆+腻子+飞机灰氟碳漆涂层体系
试验结果见表5。
3 结果分析
3.1 酸性环境对涂层性能的影响
在酸性环境中，3 种涂层体系的耐醋酸性能均较差，在120 h 均出现大面积起泡现象，而且附着力下降严重，严重者由0 级下降到5 级；在硫酸溶液中2 种水性底漆配套的涂层均出现了起泡，丙烯酸聚氨酯和氟碳涂层经过1 500 h 后，没有刮涂腻子的情况下涂层只出现色泽的轻微变化，附着力良好，但是刮涂腻子的涂层在120 h 左右也出现起泡现象。
3.2 碱性环境对涂层性能的影响
2 种水性底漆配套涂层耐碱性能均较差，4 个周期开始出现较严重的起泡现象，在弱碱性环境中涂层的性能稍好于强碱性环境；另外的丙烯酸聚氨酯涂层和氟碳涂层耐弱碱性能较好，1 000 h 后，涂层的附着力、光泽度、色差的变化较小，但在强碱环境中这2 种涂层的性能也明显下降，在500 h 左右开始出现起泡现象，1 000 h 后附着力下降到4 级，色差也有明显变化。而且刮涂腻子后涂层的耐碱性也明显下降，100 h 就出现起泡现象。
3.3 温度因素对涂层性能的影响
3 种涂层体系分别在-50 ℃、-25 ℃、0 ℃以及10个周期从-50 ～ 90 ℃的高低温循环老化，氟碳涂层体系的外观、耐冲击性和附着力均无变化，水性底漆和丙烯酸聚氨酯涂层的耐冲击性明显下降，脆性增大，外观和附着力无变化。
3.4 湿度对涂层性能的影响
3 种涂层体系分别在75%、85%、98% 3 种相对湿度环境下通过了2 000 h 的老化，从试验结果来看，75%、85%的湿度对涂层的性能影响很小，涂层的外观、光泽、色差以及附着力的变化很小，但是在98%的湿度下，3 种刮涂腻子的涂层均出现大面积的起泡现象。没有刮腻子的涂层中水性底漆涂层出现了起泡，丙烯酸聚氨酯涂层和氟碳涂层的外观、色差、光泽以及附着力状态良好。
3.5 盐雾对涂层性能的影响
3 种涂层在盐雾试验过程中，水性底漆涂层的耐盐雾性较差，经过3 个周期后，涂层开始出现起泡现象，1 500 h 后涂层大面积起泡，且涂层的附着力下降到5 级；丙烯酸聚氨酯涂层体系中刮腻子的涂层在446 h 后开始出现起泡现象，锈蚀现象严重，1 500 h 后刮涂腻子的涂层大面积起泡，没有刮涂腻子的涂层也有少量起泡，附着力下降到2 级；氟碳涂层体系中刮腻子的涂层在96 h 左右就开始出现起泡，1 500 h 后刮涂腻子的涂层大面积起泡，没有刮腻子的涂层在446h 后划痕处开始出现起泡，划痕处锈蚀加重，1 500 h后试板的边缘也出现少量起泡，附着力下降到2 级。
3.6 耐磨性的影响
3.6 耐磨性的影响
从试验数据来看，同样的底漆和面漆，刮腻子后涂层的耐磨性比没有刮腻子的涂层耐磨性下降50%左右，没有刮涂腻子的涂层耐磨性更好。橡胶轮法和落砂法测试的结果没有直接的对应关系，所以评价涂层的耐磨性还需要根据涂层的具体使用环境选择合适的测试方法。
4 结语
1）对涂层性能影响较大的环境因素有：酸碱性及酸碱性的强度、湿度、盐雾，另外环境的温度及其变化也有一定的影响。
2）试验所选取的3 种涂层体系中水性涂层的综合性能比另外2 种溶剂型涂层体系差。其中氟碳涂层体系的综合耐老化性能较优异，可以在环境较苛刻的海洋、高原风沙、湿热等环境中使用。
3）涂层刮涂腻子后会各项老化试验性能均明显下降，对涂层的整体耐老化影响较大，所以在恶劣环境中使用的产品，涂层体系中应尽量避免刮涂腻子。
4）评价涂层的耐磨性还需要根据涂层的具体使用环境选择合适的测试方法。
