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常用防腐涂料的种类及特点作用详述
2018年09月06日    阅读量:5254    新闻来源:中国涂料在线 coatingol.com  |  投稿

    防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求,通常分为常规型和重防腐型两类。我国每年仅因金属材料腐蚀造成的损失高达5000亿元,约占国民生产总值的5%中国涂料在线coatingol.com。防腐涂料在涂料工业中占有越来越重要的地位,其规模仅次于建筑涂料位居第二位。因此,防腐涂料对我国的发展具有重大意义。

 

    我国的防腐涂料主要应用在化工和石油行业、铁路、公路桥梁、冶金行业、电力和能源工业、机械及纺织行业、工业产品领域、汽车、船舶及集装箱行业。其中,最大的行业为化工和石油行业,它包括油田设施、输油管道、海上平台、石油化工厂的钢结构和钢筋混凝土结构的防腐;与此同时,铁路及公路桥梁的新建和维护也是防腐涂料应用的领域;此外,工业产品领域以及汽车、船舶等海洋防腐领域也是防腐涂料市场的最大需求点。

 

    中国防腐涂料市场,伴随着中国基础设施建设、工业机构调整和新兴产业的发展,防腐涂料无疑成为涂料产业与市场体系中的一个重要领域与分支,重防腐涂料经过几十年的发展在我国已经形成了渤海湾地区、珠江三角洲、长江三角洲三大区域格局。

 

    一、防腐蚀涂料的主要类型

 

    1、油脂涂料 


    油脂涂料是以干性油为主要成膜物的一类涂料。其特点是易于生产,涂刷性好,对物面的润湿性好,价廉,漆膜柔韧;但漆膜干燥慢,膜软,机械性能较差,耐酸碱性、耐水性及耐有机溶剂性差。干性油常与防锈颜料配合组成防锈漆,用于耐蚀要求不高的大气环境中。

 

    2、生漆 


    生漆又称为国漆、大漆,是我国特产之一。生漆是从生长着的漆树上割开树皮流出来的一种乳白色粘性液体,经细布过滤除去杂质即是。它涂在物体表面上后,颜色迅速由白变红,由红变紫,时间较长则可变成坚硬光亮的黑色漆膜。漆酚是生漆的主要成分,含量达30%~70%。一般讲,漆酚含量越高生漆质量越好。生漆附着力强、漆膜坚韧、光泽好,它耐土壤腐蚀,较耐水、耐油。缺点是有毒性,易使人皮肤过敏。此外它不耐强氧化剂,耐碱性差。现在有不少改性的生漆涂料,不同程度上克服了上述缺点。

 

    3、酚醛树脂涂料 


    主要有醇溶性酚醛树脂、改性酚醛树脂、纯酚醛树脂等。醇溶性酚醛树脂涂料抗腐蚀性能较好,但施工不便,柔韧性、附着力不太好,应用受到一定限制。因此常需要对酚醛树脂进行改性。如松香改性酚醛树脂与桐油炼制,加入各种颜料,经研磨可制得各种磁漆,其漆膜坚韧,价格低廉,广泛用于家具、门窗的涂装。纯酚醛树脂涂料附着力强,耐水耐湿热,耐腐蚀,耐候性好。

 

    4、环氧树脂涂料 


    环氧涂料附着力好,对金属、混凝土、木材、玻璃等均有优良的附着力;耐碱、油和水,电绝缘性能优良。但抗老化性差。环氧防腐蚀涂料通常由环氧树脂和固化剂两个组分组成。固化剂的性质也影响到漆膜的性能。常用的固化剂有:

 

    ①脂肪胺及其改性物。特点是可常温固化,未改性的脂肪胺毒性较大。 


    ②芳香胺及其改性物。特点是反应慢,常须加热固化,毒性较弱。 


    ③聚酰胺树脂。特点是耐候性较好,毒性较小,弹性好,耐腐蚀性能稍差。 


    ④酚醛树脂、脲醛树脂等其它合成树脂。这些树脂和环氧树脂并用经高温烘烤后交联成膜,漆膜具有突出的耐腐蚀性,并有良好的机械性能和装饰性。 


    环氧树脂是最常用的热固性树脂之一,广泛应用于先进复合材料树脂基体、耐高温胶黏剂、电子封端材料、耐高温隔热涂料等高新技术领域中,由于环氧树脂加入固化剂固化后交联密度高,存在内应力大、质脆,耐冲击性和耐湿热性较差等缺点。

 

    环氧酯树脂涂料是以环氧酯树脂作为成膜物的一种单组分涂料体系。环氧酯树脂由环氧树脂和植物油脂肪酸酯化合而成。该涂料与一般环氧涂料相比成本较低,耐碱性较差。常用作各种金属底漆和化工厂室外设备防腐蚀漆。

 

    5、聚氨酯涂料 


    用于防腐蚀涂料的聚氨酯树脂常含有两个组分:异氰酸酯基――NCO和羟基。使用时将双组分混合而反应固化生成聚氨基甲酸酯(聚氨酯)。聚氨酯涂料的特点: 


    ①物理机械性能好。漆膜坚硬、柔韧、光亮、丰满、耐磨、附着力强。 


    ②耐腐蚀性能优异。耐油、酸、化学药品和工业废气。耐碱性稍低于环氧涂料。 


    ③耐老化性优于环氧涂料。常用作面漆,也可用作底漆。 


    ④聚氨酯树脂能和多种树脂混溶,可在广泛的范围内调整配方,以满足各种使用要求。 


    ⑤可室温固化或加热固化,温度较低时(0℃)也能固化。 


    ⑥多异氰酸酯组分的贮藏稳定性较差,必须隔绝潮气,以免胶冻。聚氨酯涂料价格高,但使用寿命长。 


    6、乙烯树脂涂料 


    乙烯树脂防腐蚀涂料主要是指以氯乙烯、醋酸乙烯、乙烯、丙烯等单体制成的树脂为成膜物的涂料。其中的过氯乙烯涂料已大量生产和应用。过氯乙烯涂料能形成致密的漆膜,耐化学腐蚀性能好,但对光、热的稳定性差,长期使用不宜超过60℃,对金属附着力较差。该涂料原料来源丰富,在防止化工大气腐蚀方面已大量使用。

 

    7、呋喃树脂涂料 


    呋喃树脂涂料耐各种非氧化性无机酸、电解质溶液、各种有机溶剂,耐碱性也很突出,但抗氧化不好。呋喃树脂系列防腐蚀涂料包括糠醇树脂涂料、糠醛丙酮甲醛树脂涂料和改性呋喃树脂涂料等。

 

    8、橡胶类涂料 


    橡胶类防腐蚀涂料以经过化学处理或机械加工的天然橡胶或合成橡胶为成膜物质,加上溶剂、填料、颜料、催化剂等加工而成。 


    (1)氯化橡胶涂料。该涂料耐水性好,耐盐水和盐雾;有一定的耐酸、碱腐蚀性,50℃以下能耐10%HCl、H2SO4、HNO3、不同浓度的NaOH及湿Cl2。但不耐溶剂,耐老化性和耐热性差。该涂料广泛用于船舶、港湾、化工等场合。

 

    (2)氯丁橡胶涂料。该涂料耐臭氧、化学药品,耐碱性突出,耐候性好;耐油和耐热,可制成可剥涂层。缺点是贮存稳定性差;涂层易变色,不易制成白色或浅色漆。

 

     (3)氯磺化聚乙烯橡胶涂料。由聚乙烯树脂与氯气及二氧化硫(或氯磺酸)反应制得。涂层抗臭氧性能优良,耐候性显著,吸水率低、耐油、耐温,可在120℃以上使用,-50℃也不发脆。

 

    9、沥青涂料 


    沥青是重要的防腐蚀涂料之一。尤以煤焦沥青为最佳,煤焦沥青涂料价格低廉,具有下列优点: 


    ①耐水,浸入水中10年其吸水率仅0.1%~0.2%; 


    ②耐一些化学介质的侵蚀; 


    ③对未充分除锈的钢铁表面仍有良好的润湿性; 


    ④固含量高,可获厚膜; 


    ⑤价格低廉。 


    其缺点是寒冬发脆,夏暑发软,曝晒后有些成分挥发逸出会使漆膜龟裂。这些缺点可通过加入一些其它树脂得到改善。例如加入氯化橡胶可提高沥青涂料的干性,改善冬脆夏软的缺点;加入环氧树脂制得的环氧沥青涂料,可兼具沥青涂料和环氧涂料的优点,在防腐蚀中获得非常满意的效果。沥青涂料已在集装箱底、船底、船坞闸门、围堰等场合使用,防腐蚀效果很好。

 

    10、重防腐蚀涂料 


    重防腐蚀涂料是相对一般防腐蚀涂料而言的。它是指在严酷的腐蚀条件下,防腐蚀效果比一般腐蚀涂料高数倍以上的防腐蚀涂料。其特点是耐强腐蚀介质性能优异,耐久性突出,使用寿命达数年以上。主要用于海洋构筑物和化工设备、贮罐和管道等。

 

    目前常用的重防腐蚀涂料主要有: 


    (1)作为底漆的重防腐蚀富锌涂料。分厚膜型有机富锌涂料、富锌预涂底漆和无机富锌涂料三个系列。 


    (2)重防腐蚀中间层涂料和面漆。这类涂料可直接涂在富锌底漆上,主要有氯化橡胶系、乙烯树脂系、环氧系、聚氨酯系、氯磺化聚乙烯系、环氧焦油系等重防腐蚀涂料。

 

    (3)玻璃磷片重防腐蚀涂料。 


    (4)环氧砂浆重防腐蚀涂料。 


    (5)含氟涂料。如聚三氟氯乙烯涂料,氟橡胶涂料等。 


    此外,市场中出现了一种新型纳米涂料,防腐效果更好。由纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化钛、纳米氧化硅等组成的一种新型耐酸碱涂层材料。此类防腐涂料具有优异的耐高温、耐强酸(盐酸、硫酸、硝酸、有机酸等)、耐强碱(氢氧化钠、氢氧化钾等)、耐强腐蚀、耐高盐份、耐油浸、耐磨、耐压、耐冲击、等优点。非常适合用于要求耐强酸、强碱、腐蚀物多的场所。

 

    纳米基料具有强隔离效果,具有致密特性,使得光和各种腐蚀分子都无法渗入涂层,极度耐腐蚀耐候。纳米粒子本身具有高硬度,从而提高了纳米涂层的耐磨性。并且可以快捷方便修补涂层各种原因的破损,极大延长设备的使用寿命。然而,优秀的纳米涂层,要求纳米粒子均匀分散,并且对纳米粒子表面改性,提升粒子间的表面吸附性能。这两点,是纳米涂料的难点。

 

    二、防腐蚀涂料的作用

 

    (1)屏蔽作用:钢铁表面电化学腐蚀的基本条件是在钢铁表面必须有水、氧、离子的存在和离子、电子的流通(导电)。防腐涂料层的屏蔽作用能阻止水、氧、离子透过涂层达到钢铁表面。其次涂层还能阻挡酸碱盐及工业大气的直接的化学腐蚀。

 

    (2)缓蚀作用:在防腐涂料层中(特别是底漆中)含有化学防锈颜料,当有水存在时,能从这些防锈颜料中解离出缓蚀性离子,这些离子又能使腐蚀电池的一个电极极化(或成钝化)从而抑制腐蚀的进行。故缓蚀作用能弥补屏蔽作用不足。反过来屏蔽作用又能阻止缓蚀离子的流失,使缓蚀作用稳定持久。

 

    (3)阴极保护作用:在涂料涂层中如果有比钢铁更活泼的金属(电极电位更低的金属)粉末,如锌粉或铝粉等,它们能对钢铁形成牺牲阳极,只要这些活泼的金属粉末含量达到使金属粉颗粒间及金属粉与钢铁底材之间达到点接触的程度,就能使钢铁免受腐蚀。

 

    近几年来,防腐涂料以及取得了长足进步,度苛刻环境下的物体防护起到了重要作用。可以说,重防腐涂料的发展水平标志着一个国家防腐涂料的发展水平甚至标志着一个国家的科技发展水平。

 

    三、防腐蚀涂料的选择与施工

 

    1、涂料品种的选择 


    防腐蚀涂料品种繁多,其性能和用途各有不同,正确选用对涂层的防蚀效果和使用寿命至关重要。选用时应考虑: 


    (1)被涂物体表面材料性质。如黑色金属可选择铁红、红丹底漆,而红丹底漆对铝等有色金属不仅不起保护作用,反而会起破坏作用。 


    (2)被涂物体的使用环境。防腐蚀涂料对环境针对性很强,要根据具体使用环境,如介质的类型、浓度、温度,设备运转情况等因素来选用最适宜的涂料品种。 


    3)施工条件。应根据施工现场实际状况选择适宜的涂料品种。如在通风条件差的现场施工宜采用无溶剂或高固体份或水性防腐蚀涂料。在不具备烘烤干燥的现场只能选用自干型涂料。

 

    (4)技术、经济综合效果。不仅要考虑技术性能是否优异,还要考虑经济的合理性。在进行经济核算时要将材料费用、表面处理费用、施工费用、涂层性能及使用寿命、维修费用等综合考虑。

 

    2、防腐蚀涂料的施工原则 


    涂料施工质量好坏对涂层的性能影响极大。在实际涂装过程中由于施工方法不当而达不到预期防蚀效果的例子很多。特别是许多性能优异的防腐蚀涂料对施工方法极为敏感,只有严格按照其各自的施工条件进行施工才可形成正常的涂层,达到预期的防蚀保护作用。

 

    (1)底材必须进行严格的表面处理。钢铁基材必须经除锈、除油处理,磷化处理则可根据具体情况而定。 


    (2)要保证必要的涂层厚度。防腐蚀涂层厚度必须超过其临界厚度,才能发挥保护作用,一般为150μm-200μm。 


    (3)控制涂装现场的温度、湿度等环境因素。室内涂装温度应控制在20℃-25℃;相对湿度视品种而异,一般以65%左右为宜。在室外施工时应无风沙、细雨,温度不低于5℃,相对湿度不高于85%。应避免未完全固化的涂层上结霜、降露、下雨和降落砂尘。

 

    (4)控制涂装间隔时间。

 

    如底漆涂装后放置过久才涂面漆,将难以附着而影响整体防护效果。 


    此外,还必须加强施工人员培训和施工质量管理。要求施工人员了解涂料的性质、用法、施工要点和技术要求。管理人员要加强质量监控,保证每道工序都符合技术要求,以便最终得到一个性能优异的防腐蚀涂层。还要加强劳动安全防护,注意溶剂挥发,加强通风,以免中毒。


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