[发明专利]一种利用分子离子谱评价涂料耐腐蚀性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过非接触检测分子离子谱，评价涂料耐腐蚀性的方法，属于电化学技术领域。

背景技术

涂料是涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能(如绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材料，被广泛地应用于家用电器、仪器仪表、金属家具、建筑五金、石油化工管道等领域起防腐作用。以金属材料为例，金属及其合金是最重要的结构材料，其应用遍及国民经济的各个领域。据统计，全世界每年因金属腐蚀而造成的经济损失约为7000亿美元，造成的直接经济损失占国民经济总产值的2-4％，约为地震等自然灾害造成损失的6倍。所以涂料的耐腐蚀性对金属材料的有效应用具有重大意义。随着涂料在各领域中深入应用，相应对其耐腐蚀性的评价是决定涂料能否有效应用的关键。文献报道的研究涂料耐腐蚀性的方法和技术有电化学法、光谱学法和表面成分分析法等。然而由于利用这些方法研究涂料耐腐蚀性的过程中，人为造成的试样材料损伤大，只能得到定性的测试结果，所以取得的测试数据无法真实反映涂料的被腐蚀状况，对涂料耐腐蚀性的评价可靠性差，且存在研究效率低，工作量大，需要工作人员多，成本高等缺点。

离子/分子选择电极是一种电化学传感器，可以配合扫描选择电极技术以不接触被测材料的非损伤方式测量进出被测材料信息，得到分子离子谱。扫描电极技术用于局部腐蚀有突出的优势，解决了以前电化学测试手段只能获得整体平均信息的弊端。近年来，随着离子/分子选择电极种类的不断增多，电子线路技术和计算机硬件软件技术的巨大发展，显微镜技术、成像技术得到了越来越广泛的应用，并与自动化控制技术相结合，给非接触微测技术提供了一个良好的平台。但是，利用非接触自动化微测原理得到的分子离子谱评价涂料耐腐蚀性的技术还未见报道。

发明内容

本发明提供一种通过非接触检测分子离子谱，评价涂料耐腐蚀性的方法。该方法在不接触处于应用环境中的涂料的前提下，采用多种离子/分子电极，以手动或编程的方式按照研究人员的设定方便、快捷、三维地实时测量进出涂料表面且与涂料耐腐蚀性相关的离子/分子种类、绝对浓度及三维运动方向等大量信息，从而得到与涂料耐腐蚀性相关的分子离子谱。该方法对涂料无损伤，分析速度快，分析可靠性高，能大大降低研究成本。

本发明的主要技术方案：一种利用分子离子谱评价涂料耐腐蚀性的方法，该技术系统包括离子/分子信息检测电极单元1、数据采集/放大系统2、显微成像系统3、可编程三维运动系统4以及自动控制/数据处理系统5，其特征在于：单个或多个具有选择性或特异性的离子/分子电极置于应用环境中的涂料表面近距离处，采集其反馈的电压或电流信号等去噪、放大后经过数据分析软件分析得到进出涂料1-3的多种离子/分子的绝对浓度、运动速率及三维运动方向等参数。根据测定的多种离子/分子的不同，相应的多个离子/分子选择电极1-2固定在三维步进电机4-2的机械臂上，自动控制/数据处理系统5连接并控制电极运动控制器4-1，电极运动控制器4-1连接并控制三维步进电机4-2，从而带动多个离子/分子选择电极1-2在整个测量过程中进行三维的非接触测量，多个离子/分子选择电极1-2的引线与数据采集/放大系统2连接，各个离子/分子检测信号经数据采集/放大系统输出到自动控制/数据处理系统5，自动控制/数据处理系统5还与显微成像系统3连接，电极运动控制器4-1还与显微成像系统3的显微镜3-1连接。

上述的离子/分子活性检测单元1包括参比电极、离子/分子选择电极、被测材料、液体介质及检测容器。

上述的离子/分子选择电极1-2根据测定的离子/分子来选定、添加，可以是玻璃电极、金属电极、碳丝电极、光纤电极、其他选择性电极或特异性电极。

上述的涂料可以是热塑性涂料，其主要的成膜物质有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯和含氟树脂热塑性聚酯等；也可以是热固性涂料，其主要的成膜物质有环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂和醇酸树脂等。

涂料被涂于材料表面后形成的固态涂膜对材料起到防护作用，包括物理与化学两方面的防护效应。而在其的应用环境中，能对所涂料产生腐蚀作用的介质有水、海水、大气、酸、碱和盐等。