本文通过电化学交流阻抗(EIS)、红外光谱(FTIR)、光泽度、色差、附着力以及SEM-EDS等一系列测试,研究了模拟海洋大气环境下典型涂层体系的失效过程与机制,对比分析了循环加速、盐雾加速以及紫外/冷凝加速三种不同老化试验条件下环氧富锌/聚氨酯面漆劣化机制及其差别,探究了单层涂层与复合涂层之间电化学性质的关联以及中频相位角快速评价方法在不同加速试验条件下的适用性。主要结果如下:(1)对环氧富锌/聚氨酯、锌黄环氧/氟碳两种常用复合涂层体系在循环加速实验条件下的老化行为与机制的研究表明,与环氧富锌/聚氨酯体系相比,锌黄环氧/氟碳体系阻抗下降速率更慢,涂层内几乎无化学键的形成和断裂,附着力、光泽度变化更小,锌黄环氧/氟碳体系的耐候性更好。对环氧富锌/聚氨酯体系的进一步研究发现:根据涂层低频阻抗变化规律可将涂层老化阶段分为两部分,阻抗变化可逆阶段与阻抗变化不可逆阶段。红外结果分析表明:环氧富锌/聚氨酯体系的面漆发生了水解、光降解和热氧降解。光降解和热氧降解会导致面漆表面出现微裂纹而变得粗糙、光泽度下降,当面漆表面出现裂纹时涂层阻抗变化由可逆变为不可逆。附着力测试表明:涂层随老化时间增加逐渐降低并且剥落形式与未老化涂层相比发生变化。(2)采用盐雾、紫外以及循环老化试验方法研究了环氧富锌/聚氨酯涂层体系在三种试验作用下的涂层劣化机制及其差别。结果表明,盐雾条件下电解质渗透速度最快,循环加速条件下其次,紫外加速过程中无电解质渗透,对于环氧富锌/聚氨酯面漆涂层体系,盐雾试验加速效果最明显。紫外/冷凝与循环加速试验中面漆发生水解、光降解与热氧降解,涂层表面出现微小孔洞和裂纹、光泽度下降、面漆分子间结合强度降低,涂层的剥离主要发生在底漆与面漆之间界面。盐雾试验下,面漆仅发生水解,表面形貌变化不大,涂层的剥离发生在基材与底漆之间界面。循环试验中,紫外/冷凝阶段延缓了电解质溶液的渗透进程,但紫外辐射一定时间后,聚氨酯面漆的老化降解使涂层表面出现孔洞或裂纹,此后涂层阻抗快速下降。(3)研究了丙烯酸聚氨酯面漆、环氧富锌底漆和环氧富锌/聚氨酯三种涂层体系在盐雾试验下涂层阻抗、吸水率和孔隙率等性质的变化和不同加速试验条件下的聚氨酯面漆/环氧富锌底漆复合涂层中频区相位角与阻抗的变化关系。结果表明:底漆提高了涂层体系与基体间的附着力,面漆的覆盖使环氧富锌底漆中的Zn的反应电阻增大,延长了环氧富锌底漆的使用寿命,将环氧富锌底漆与丙烯酸聚氨酯面漆配套使用后,延后了涂层起泡的时间。10Hz下相位角对涂层防护性能的评价对在不同加速条件下的环氧富锌/聚氨酯涂层体系同样适用。