引言
鹽霧試驗（Salt Spray Test）是評估材料耐腐蝕性能的行業標準方法（如ASTM B117），廣泛應用于汽車、船舶、航空航天及建筑領域。涂層或防護層在鹽霧環境中的附著力直接影響其服役壽命，附著力不足會導致起泡、剝落等失效現象，加速基材腐蝕。本文從鹽霧環境下附著力失效的機理出發，系統分析影響因素，探討提升附著力的關鍵技術，并展望未來發展方向。
一、鹽霧環境下附著力失效的機理
鹽結晶壓力破壞界面結合
鹽霧中的氯離子（Cl?）滲透至涂層/基材界面，與水分結合形成鹽溶液，在蒸發過程中析出鹽結晶（如NaCl、MgCl?），產生晶格膨脹應力（可達20–50 MPa），導致涂層與基材分離。電化學腐蝕加劇界面劣化
Cl?破壞金屬表面鈍化膜（如Fe?O?），引發局部腐蝕（點蝕、縫隙腐蝕），產生的氫氣（H?）或酸性物質（Fe2?氧化為Fe3?）進一步降解樹脂粘結劑，削弱界面附著力。濕熱協同效應加速老化
鹽霧環境中的高濕度（＞95% RH）與溫度（35±2℃）協同作用，加速涂層氧化降解（如聚氨酯的氨基甲酸酯鍵水解），導致脆化、粉化，降低機械咬合強度。
二、影響鹽霧附著力的關鍵因素
涂層材料特性
樹脂類型：環氧樹脂因交聯密度高，附著力優于聚酯樹脂；聚氨酯涂層柔韌性好，抗沖擊附著力強。
固化程度：固化不完全的涂層存在未反應官能團，易被鹽霧侵蝕，附著力下降30%以上。
基材表面處理
清潔度：油污、氧化物殘留形成弱界面，鹽霧試驗中起泡時間縮短50%。
粗糙度：適度粗糙（Ra 1.0–3.0 μm）的噴砂表面通過機械咬合提升附著力，但過度粗糙（Ra＞5 μm）易藏匿鹽分，加速腐蝕。
環境參數
Cl?濃度：鹽霧試驗中Cl?濃度每增加1%，附著力衰減速率提高約15%。
暴露時間：附著力隨時間呈指數衰減，如環氧涂層在鹽霧500小時后附著力從5 MPa降至1 MPa。
三、提升鹽霧附著力的關鍵技術策略
材料優化
納米改性樹脂：添加納米二氧化硅（SiO?）可填充涂層微孔，降低Cl?滲透率，同時通過氫鍵增強界面交聯。
自修復涂層：微膠囊化緩蝕劑（如鉬酸鹽）在Cl?侵蝕時釋放，修復微裂紋并抑制腐蝕。
表面處理技術
激光沖擊處理：通過高能激光在基材表面形成壓應力層，粗糙度提高2倍，附著力提升40%。
等離子體活化：清潔并活化金屬表面，增加羥基（-OH）官能團，提升樹脂粘結強度。
工藝改進
多層涂裝體系：底漆（富鋅環氧）+中間漆（云母氧化鐵）+面漆（聚氨酯），逐層阻隔Cl?滲透。
紫外固化技術：短時間（＜5分鐘）固化實現高交聯密度，減少熱應力導致的附著力下降。
防護技術協同
密封劑填充：在焊縫、螺栓孔等缺陷處注入硅酮密封膠，阻斷鹽霧侵入路徑。
陰極保護協同：犧牲陽極（如Zn-Al合金）優先腐蝕，降低基材電位，減緩Cl?對界面的侵蝕。
四、典型應用與行業挑戰
汽車工業
電泳涂層+PVC密封膠：鹽霧試驗通過1000小時標準，但新能源電池包的復合材料對附著力提出更高要求。
挑戰：輕量化趨勢下，鋁鎂合金基材表面處理難度大，易出現涂層剝落。
海洋工程
熱噴涂鋅鋁涂層：附著力＞6 MPa，但長期暴露于高濕高鹽環境仍需定期維護。
挑戰：深海裝備的交變載荷與鹽霧耦合，加速疲勞裂紋擴展。
新能源領域
燃料電池雙極板涂層：要求鹽霧附著力＞4 MPa且耐酸性（pH 3）與導電性兼容。
挑戰：環保法規限制含六價鉻（Cr??）涂層的使用，推動無鉻鈍化技術發展。
五、未來研究方向
智能響應涂層
開發溫敏/濕敏自修復涂層，如形狀記憶聚合物在Cl?侵蝕時觸發結構重組。
光催化涂層（如TiO?）分解鹽霧中的有機物，降低腐蝕速率。
綠色工藝創新
超臨界CO?噴涂技術替代溶劑型涂料，減少VOC排放。
冷噴涂金屬涂層工藝，避免高溫固化導致的界面損傷。
多尺度模擬技術
結合分子動力學（MD）模擬Cl?滲透路徑，指導涂層設計；有限元分析（FEA）預測應力分布，優化多層涂裝結構。