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防腐蝕涂料作用及影響因素

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時間：2010-11-10 16:23:23 [收藏]
    1、作用    ⑴屏蔽作用。漆膜阻止腐蝕介質(zhì)和材料表面接觸；隔斷腐蝕電池的通路，增大了電阻。    ⑵緩蝕作用。某些顏料，...
    關鍵詞：因素 影響 作用 涂料
        1、作用

        ⑴屏蔽作用。漆膜阻止腐蝕介質(zhì)和材料表面接觸；隔斷腐蝕電池的通路，增大了電阻。

        ⑵緩蝕作用。某些顏料，或其與成膜物或水分的反應產(chǎn)物，對底材金屬可起緩蝕作用(包括鈍化)。

        ⑶陰極保護作用。漆膜的電極電位較底材金屬低，在腐蝕電池中它作為陽極而“犧牲”，從而使底材金屬(陰極)得到保護。

        2、涂料成膜物質(zhì)的影響

        防腐蝕涂料的成膜物質(zhì)在腐蝕介質(zhì)中具有化學穩(wěn)定性，其標準與成膜物質(zhì)的組成和化學結構有關。主要是看它在干膜條件下是否易與腐蝕介質(zhì)發(fā)生反應或在介質(zhì)中分解成小分子。

        無論從防電化學腐蝕還是從單純的隔離作用考慮，防腐蝕涂料的屏蔽作用都很重要，而漆膜的屏蔽性取決于其成膜物的結構氣孔和涂層針孔。

        水、氧和離子對漆膜的透過速度是不同的。水的透過速度遠遠大于離子。氧的透過比較復雜，與溫度關系很大。水和氧透過漆膜后可在金屬表面形成腐蝕電池。離子透過漆膜較少，可不考慮它們對底材金屬的直接作用，但會增加漆膜的導電率。

        當成膜物結構中分子有較多的官能團時，漆膜的結構氣孔少，并且在成膜過程中能彼此反應，形成交聯(lián)密度高的網(wǎng)狀立體結構，從而增強涂料的防腐蝕性。

        漆膜的物理機械性能在很大程度上影響到防腐蝕涂料的防腐效果。它們與成膜物的分子量、鏈節(jié)、側基因等有關。

        3、顏料、填料的影響

        在涂料中著色顏料起著色作用；體質(zhì)顏料則用來調(diào)節(jié)漆膜的機械性能或涂料的流動性。對于防腐蝕涂料，除了上述兩種顏料外，還加有以防腐蝕為目的的顏料：一類是利用其化學性能抑制金屬腐蝕的防銹顏料；另一類是片狀顏料，通過物理作用提高涂層的屏蔽性。

        防銹顏料又可分為堿性顏料、可溶性顏料和金屬粉末顏料三種。

        ⑴堿性顏料。堿性顏料與油性類成膜物反應可生成金屬皂，如紅丹、一氧化二鉛、氰氨化鉛、堿式鉻酸鉛、鉛酸鈣和堿式硫酸鉛等。金屬皂與水接觸后，其分解物可起到緩蝕作用。另外，生成金屬皂的漆膜提高了對環(huán)境的屏蔽作用。堿性顏料使漆膜和金屬的界面保持微堿性，也起到防蝕作用。

        ⑵可溶性顏料。通常為鉻酸鹽顏料。這些顏料與水分接觸后溶解出鉻酸根離子。鉻酸根離子具有強氧化作用，可使金屬表面鈍化，從而起到防蝕作用。的美女編輯們

        ⑶金屬粉末顏料。廣泛使用的金屬粉末顏料是鋅粉。富鋅涂料干燥后的涂層主要由鋅粉所組成。在鋅粉顆粒之間以及底材和鋅粉之間保持直接接觸。當水分浸入涂層時，就形成了由鋅粉和底材鋼板組成的電池。電流從鋅向鐵流動，從而使底材受到陰極保護。此外，鋅的腐蝕產(chǎn)物附積在鋅粉間和鋼鐵表面上，使涂層的屏蔽作用得到了加強。

        片狀顏料在涂層中能屏蔽水、氧和離子等腐蝕因子透過，切斷涂層中的毛細孔?；ハ嗥叫薪化B的鱗片在涂層中起了迷宮效應，延長腐蝕介質(zhì)滲入的途徑，從而提高涂層的防腐蝕能力。主要的片狀顏料有云母粉、鋁粉、云母氧化鐵、玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等。

        除了成膜物和顏料外，防腐蝕涂料的其它組分，如填料、助劑等也必須具有較好的化學穩(wěn)定性。

        二、防腐蝕涂料的主要類型

        1、油脂涂料

        油脂涂料是以干性油為主要成膜物的一類涂料。其特點是易于生產(chǎn)，涂刷性好，對物面的潤濕性好，價廉，漆膜柔韌；但漆膜干燥慢，膜軟，機械性能較差，耐酸堿性、耐水性及耐有機溶劑性差。干性油常與防銹顏料配合組成防銹漆，用于耐蝕要求不高的大氣環(huán)境中。

        2、生漆

        生漆又稱為國漆、大漆，是我國特產(chǎn)之一。生漆是從生長著的漆樹上割開樹皮流出來的一種乳白色粘性液體，經(jīng)細布過濾除去雜質(zhì)即是。它涂在物體表面上后，顏色迅速由白變紅，由紅變紫，時間較長則可變成堅硬光亮的黑色漆膜。

        漆酚是生漆的主要成分，含量達30%～70%。一般講，漆酚含量越高生漆質(zhì)量越好。

        生漆附著力強、漆膜堅韌、光澤好，它耐土壤腐蝕，較耐水、耐油。缺點是有毒性，易使人皮膚過敏。此外它不耐強氧化劑，耐堿性差?，F(xiàn)在有不少改性的生漆涂料，不同程度上克服了上述缺點。

        3、酚醛樹脂涂料

        主要有醇溶性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、純酚醛樹脂等。醇溶性酚醛樹脂涂料抗腐蝕性能較好，但施工不便，柔韌性、附著力不太好，應用受到一定限制。因此常需要對酚醛樹脂進行改性。如松香改性酚醛樹脂與桐油煉制，加入各種顏料，經(jīng)研磨可制得各種磁漆，其漆膜堅韌，價格低廉，廣泛用于家具、門窗的涂裝。純酚醛樹脂涂料附著力強，耐水耐濕熱，耐腐蝕，耐候性好。

        4、環(huán)氧樹脂涂料

        環(huán)氧涂料附著力好，對金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優(yōu)良的附著力；耐堿、油和水，電絕緣性能優(yōu)良。但抗老化性差。環(huán)氧防腐蝕涂料通常由環(huán)氧樹脂和固化劑兩個組分組成。固化劑的性質(zhì)也影響到漆膜的性能。常用的固化劑有：①脂肪胺及其改性物。特點是可常溫固化，未改性的脂肪胺毒性較大。②芳香胺及其改性物。特點是反應慢，常須加熱固化，毒性較弱。③聚酰胺樹脂。特點是耐候性較好，毒性較小，彈性好，耐腐蝕性能稍差。④酚醛樹脂、脲醛樹脂等其它合成樹脂。這些樹脂和環(huán)氧樹脂并用經(jīng)高溫烘烤后交聯(lián)成膜，漆膜具有突出的耐腐蝕性，并有良好的機械性能和裝飾性。

        環(huán)氧酯樹脂涂料是以環(huán)氧酯樹脂作為成膜物的一種單組分涂料體系。環(huán)氧酯樹脂由環(huán)氧樹脂和植物油脂肪酸酯化合而成。該涂料與一般環(huán)氧涂料相比成本較低，耐堿性較差。常用作各種金屬底漆和化工廠室外設備防腐蝕漆。

        5、聚氨酯涂料

        用于防腐蝕涂料的聚氨酯樹脂常含有兩個組分：異氰酸酯基－NCO和羥基。使用時將雙組分混合而反應固化生成聚氨基甲酸酯(聚氨酯)。

        聚氨酯涂料的特點：①物理機械性能好。漆膜堅硬、柔韌、光亮、豐滿、耐磨、附著力強。②耐腐蝕性能優(yōu)異。耐油、酸、化學藥品和工業(yè)廢氣。耐堿性稍低于環(huán)氧涂料。③耐老化性優(yōu)于環(huán)氧涂料。常用作面漆，也可用作底漆。④聚氨酯樹脂能和多種樹脂混溶，可在廣泛的范圍內(nèi)調(diào)整配方，以滿足各種使用要求。⑤可室溫固化或加熱固化，溫度較低時(0℃)也能固化。⑥多異氰酸酯組分的貯藏穩(wěn)定性較差，必須隔絕潮氣，以免膠凍。聚氨酯涂料價格高，但使用壽命長。

        6、乙烯樹脂涂料

        乙烯樹脂防腐蝕涂料主要是指以氯乙烯、醋酸乙烯、乙烯、丙烯等單體制成的樹脂為成膜物的涂料。其中的過氯乙烯涂料已大量生產(chǎn)和應用。

        過氯乙烯涂料能形成致密的漆膜，耐化學腐蝕性能好，但對光、熱的穩(wěn)定性差，長期使用不宜超過60℃，對金屬附著力較差。該涂料原料來源豐富，在防止化工大氣腐蝕方面已大量使用。

        7、呋喃樹脂涂料

        呋喃樹脂涂料耐各種非氧化性無機酸、電解質(zhì)溶液、各種有機溶劑，耐堿性也很突出，但抗氧化不好。

        呋喃樹脂系列防腐蝕涂料包括糠醇樹脂涂料、糠醛丙酮甲醛樹脂涂料和改性呋喃樹脂涂料等。

        8、橡膠類涂料

        橡膠類防腐蝕涂料以經(jīng)過化學處理或機械加工的天然橡膠或合成橡膠為成膜物質(zhì)，加上溶劑、填料、顏料、催化劑等加工而成。

        ⑴氯化橡膠涂料。該涂料耐水性好，耐鹽水和鹽霧；有一定的耐酸、堿腐蝕性，50℃以下能耐10%HCl、H2SO4、HNO3、不同濃度的NaOH及濕Cl2。但不耐溶劑，耐老化性和耐熱性差。該涂料廣泛用于船舶、港灣、化工等場合。

        ⑵氯丁橡膠涂料。該涂料耐臭氧、化學藥品，耐堿性突出，耐候性好；耐油和耐熱，可制成可剝涂層。缺點是貯存穩(wěn)定性差；涂層易變色，不易制成白色或淺色漆。

        ⑶氯磺化聚乙烯橡膠涂料。由聚乙烯樹脂與氯氣及二氧化硫(或氯磺酸)反應制得。涂層抗臭氧性能優(yōu)良，耐候性顯著，吸水率低、耐油、耐溫，可在120℃以上使用，－50℃也不發(fā)脆。

        9、瀝青涂料

        瀝青是重要的防腐蝕涂料之一。尤以煤焦瀝青為最佳，煤焦瀝青涂料價格低廉，具有下列優(yōu)點：①耐水，浸入水中10年其吸水率僅01%～02%；②耐一些化學介質(zhì)的侵蝕；③對未充分除銹的鋼鐵表面仍有良好的潤濕性；④固含量高，可獲厚膜；⑤價格低廉。其缺點是寒冬發(fā)脆，夏暑發(fā)軟，曝曬后有些成分揮發(fā)逸出會使漆膜龜裂。這些缺點可通過加入一些其它樹脂得到改善。例如加入氯化橡膠可提高瀝青涂料的干性，改善冬脆夏軟的缺點；加入環(huán)氧樹脂制得的環(huán)氧瀝青涂料，可兼具瀝青涂料和環(huán)氧涂料的優(yōu)點，在防腐蝕中獲得非常滿意的效果。瀝青涂料已在集裝箱底、船底、船塢閘門、圍堰等場合使用，防腐蝕效果很好。

        10、重防腐蝕涂料

        重防腐蝕涂料是相對一般防腐蝕涂料而言的。它是指在嚴酷的腐蝕條件下，防腐蝕效果比一般腐蝕涂料高數(shù)倍以上的防腐蝕涂料。其特點是耐強腐蝕介質(zhì)性能優(yōu)異，耐久性突出，使用壽命達數(shù)年以上。主要用于海洋構筑物和化工設備、貯罐和管道等。

        目前常用的重防腐蝕涂料主要有：

        ⑴作為底漆的重防腐蝕富鋅涂料。分厚膜型有機富鋅涂料、富鋅預涂底漆和無機富鋅涂料三個系列。

        ⑵重防腐蝕中間層涂料和面漆。這類涂料可直接涂在富鋅底漆上，主要有氯化橡膠系、乙烯樹脂系、環(huán)氧系、聚氨酯系、氯磺化聚乙烯系、環(huán)氧焦油系等重防腐蝕涂料。

        ⑶玻璃磷片重防腐蝕涂料。

        ⑷環(huán)氧砂漿重防腐蝕涂料。

        ⑸含氟涂料。如聚三氟氯乙烯涂料，氟橡膠涂料等。

        三、防腐蝕涂料的選擇與施工

        1、涂料品種的選擇

        防腐蝕涂料品種繁多，其性能和用途各有不同，正確選用對涂層的防蝕效果和使用壽命至關重要。選用時應考慮：

        ⑴被涂物體表面材料性質(zhì)。如黑色金屬可選擇鐵紅、紅丹底漆，而紅丹底漆對鋁等有色金屬不僅不起保護作用，反而會起破壞作用。

        ⑵被涂物體的使用環(huán)境。防腐蝕涂料對環(huán)境針對性很強，要根據(jù)具體使用環(huán)境，如介質(zhì)的類型、濃度、溫度，設備運轉(zhuǎn)情況等因素來選用最適宜的涂料品種。

        ⑶施工條件。應根據(jù)施工現(xiàn)場實際狀況選擇適宜的涂料品種。如在通風條件差的現(xiàn)場施工宜采用無溶劑或高固體份或水性防腐蝕涂料。在不具備烘烤干燥的現(xiàn)場只能選用自干型涂料。

        ⑷技術、經(jīng)濟綜合效果。不僅要考慮技術性能是否優(yōu)異，還要考慮經(jīng)濟的合理性。在進行經(jīng)濟核算時要將材料費用、表面處理費用、施工費用、涂層性能及使用壽命、維修費用等綜合考慮。

        2、防腐蝕涂料的施工原則

        涂料施工質(zhì)量好壞對涂層的性能影響極大。在實際涂裝過程中由于施工方法不當而達不到預期防蝕效果的例子很多。特別是許多性能優(yōu)異的防腐蝕涂料對施工方法極為敏感，只有嚴格按照其各自的施工條件進行施工才可形成正常的涂層，達到預期的防蝕保護作用。

        ⑴底材必須進行嚴格的表面處理。鋼鐵基材必須經(jīng)除銹、除油處理，磷化處理則可根據(jù)具體情況而定。

        ⑵要保證必要的涂層厚度。防腐蝕涂層厚度必須超過其臨界厚度，才能發(fā)揮保護作用，一般為150μm～200μm。

        ⑶控制涂裝現(xiàn)場的溫度、濕度等環(huán)境因素。室內(nèi)涂裝溫度應控制在20℃～25℃；相對濕度視品種而異，一般以65%左右為宜。在室外施工時應無風沙、細雨，溫度不低于5℃，相對濕度不高于85%。應避免未完全固化的涂層上結霜、降露、下雨和降落砂塵。

        ⑷控制涂裝間隔時間。如底漆涂裝后放置過久才涂面漆，將難以附著而影響整體防護效果。

        此外，還必須加強施工人員培訓和施工質(zhì)量管理。要求施工人員了解涂料的性質(zhì)、用法、施工要點和技術要求。管理人員要加強質(zhì)量監(jiān)控，保證每道工序都符合技術要求，以便最終得到一個性能優(yōu)異的防腐蝕涂層。還要加強勞動安全防護，注意溶劑揮發(fā)，加強通風，以免中毒。
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