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10、重防腐蝕涂料
防腐涂料是現(xiàn)代工業(yè)、交通、能源、海洋工程等部門應(yīng)用極為廣泛的一種涂料。按其涂料膜層的耐腐蝕程度和使用要求，通常分為常規(guī)型和重防腐型兩類。我國每年僅因金屬材料腐蝕造成的損失高達5000億元，約占國民生產(chǎn)總值的5%。防腐涂料在涂料工業(yè)中占有越來越重要的地位，其規(guī)模僅次于建筑涂料位居第二位。因此，防腐涂料的對我國的發(fā)展具有重大意義。
我國的防腐涂料主要應(yīng)用在化工和石油行業(yè)、鐵路、公路橋梁、冶金行業(yè)、電力和能源工業(yè)、機械及紡織行業(yè)、工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域、汽車、船舶及集裝箱行業(yè)。其中，最大的行業(yè)為化工和石油行業(yè)，它包括油田設(shè)施、輸油管道、海上平臺、石油化工廠的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐；與此同時，鐵路及公路橋梁的新建和維護也是防腐涂料應(yīng)用的領(lǐng)域；此外，工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域以及汽車、船舶等海洋防腐領(lǐng)域也是防腐涂料市場的最大需求點。
中國防腐涂料市場，伴隨著中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)機構(gòu)調(diào)整和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，防腐涂料無疑成為涂料產(chǎn)業(yè)與市場體系中的一個重要領(lǐng)域與分支，重防腐涂料經(jīng)過幾十年的發(fā)展在我國已經(jīng)形成了渤海灣地區(qū)、珠江三角洲、長江三角洲三大區(qū)域格局。
一、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(yīng)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(yīng)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)氧樹脂是最常用的熱固性樹脂之一，廣泛應(yīng)用于先進復(fù)合材料樹脂基體、耐高溫膠黏劑、電子封端材料、耐高溫隔熱涂料等高新技術(shù)領(lǐng)域中，由于環(huán)氧樹脂加入固化劑固化后交聯(lián)密度高，存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆，耐沖擊性和耐濕熱性較差等缺點。
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(shè)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(yīng)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(xué)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(yīng)用。過氯乙烯涂料能形成致密的漆膜，耐化學(xué)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(xué)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。
(1)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。
(2)氯丁橡膠涂料。該涂料耐臭氧、化學(xué)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。
(3)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(yīng)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0.1%～0.2%；
②耐一些化學(xué)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(gòu)筑物和化工設(shè)備、貯罐和管道等。
目前常用的重防腐蝕涂料主要有：
(1)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(yù)涂底漆和無機富鋅涂料三個系列。
(2)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。
(3)玻璃磷片重防腐蝕涂料。
(4)環(huán)氧砂漿重防腐蝕涂料。
(5)含氟涂料。如聚三氟氯乙烯涂料，氟橡膠涂料等。
此外，市場中出現(xiàn)了一種新型納米涂料，防腐效果更好。由納米氧化鋁、 納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化硅等組成的一種新型耐酸堿涂層材料。此類防腐涂料具有優(yōu)異的耐高溫、耐強酸（鹽酸、 硫酸、 硝酸、有機酸等）、耐強堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀等）、耐強腐蝕、耐高鹽份、耐油浸、耐磨、耐壓、耐沖擊、等優(yōu)點。非常適合用于要求耐強酸、強堿、腐蝕物多的場所。
納米基料具有強隔離效果，具有致密特性，使得光和各種腐蝕分子都無法滲入涂層，極度耐腐蝕耐候。納米粒子本身具有高硬度，從而提高了納米涂層的耐磨性。并且可以快捷方便修補涂層各種原因的破損，極大延長設(shè)備的使用壽命。然而，優(yōu)秀的納米涂層，要求納米粒子均勻分散，并且對納米粒子表面改性，提升粒子間的表面吸附性能。這兩點，是納米涂料的難點。
二、防腐蝕涂料的作用
(1)屏蔽作用：鋼鐵表面電化學(xué)腐蝕的基本條件是在鋼鐵表面必須有水、氧、離子的存在和離子、電子的流通(導(dǎo)電)。防腐涂料層的屏蔽作用能阻止水、氧、離子透過涂層達到鋼鐵表面。其次涂層還能阻擋酸堿鹽及工業(yè)大氣的直接的化學(xué)腐蝕。
(2)緩蝕作用：在防腐涂料層中(特別是底漆中)含有化學(xué)防銹顏料，當(dāng)有水存在時，能從這些防銹顏料中解離出緩蝕性離子，這些離子又能使腐蝕電池的一個電極極化(或成鈍化)從而抑制腐蝕的進行。故緩蝕作用能彌補屏蔽作用不足。反過來屏蔽作用又能阻止緩蝕離子的流失，使緩蝕作用穩(wěn)定持久。
(3)陰極保護作用：在涂料涂層中如果有比鋼鐵更活潑的金屬(電極電位更低的金屬)粉末，如鋅粉或鋁粉等，它們能對鋼鐵形成犧牲陽極，只要這些活潑的金屬粉末含量達到使金屬粉顆粒間及金屬粉與鋼鐵底材之間達到點接觸的程度，就能使鋼鐵免受腐蝕。
近幾年來，防腐涂料以及取得了長足進步，度苛刻環(huán)境下的物體防護起到了重要作用�？梢哉f，重防腐涂料的發(fā)展水平標志著一個國家防腐涂料的發(fā)展水平甚至標志著一個國家的科技發(fā)展水平。
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(guān)重要。選用時應(yīng)考慮：
(1)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。
(2)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(shè)備運轉(zhuǎn)情況等因素來選用最適宜的涂料品種。
3)施工條件。應(yīng)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(fēng)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。
(4)技術(shù)、經(jīng)濟綜合效果。不僅要考慮技術(shù)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(dāng)而達不到預(yù)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(yù)期的防蝕保護作用。
(1)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。
(2)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。
(3)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(yīng)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(yīng)無風(fēng)沙、細雨，溫度不低于5℃，相對濕度不高于85%。應(yīng)避免未完全固化的涂層上結(jié)霜、降露、下雨和降落砂塵。
(4)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(xùn)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(shù)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(shù)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(fēng)，以免中毒。
