防腐涂料技术进展

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1、防腐涂料技术进展简介   腐蚀――塑料，木材，尤其是金属，暴露在不利的环境中时就会腐蚀――这意味着几十亿美元将耗费在修理、建筑寿命缩短，以及偶然的结构失稳造成的严重事故等等。表面涂装不是唯一防止腐蚀的方式，但是绝对是最重要的一种方式，也是最具费效比的方式，所以有时就成为唯一合理的方式。   腐蚀问题常常和使用环境有关（所以必须保证涂料系统能够抵抗环境的压力，例如风力和阳光），对于工业应用来说，即使在室内也常常遇到极端的使用环境。例如造纸机械就是一个很好的例子，不同的金属部件都暴露在各种水汽当中，

2、而且高空气湿度、高化学品浓度、还有高温等等综合在一起，再加上纸张挥发出来的腐蚀性物质。   水性涂料在防腐涂料中相对市场份额较低，但是毫无疑问现在份额正在持续提高。度过了不够稳定的早期发展阶段，现在水性涂料的防腐性能已经相当于，甚至超过了原有的溶剂型涂料体系，而且常常还比溶剂型涂料干燥的更快。到2003年，空中客车公司，世界最大的飞机制造商，已经把它在法国圣纳扎耶（StNazaire）的工厂全部改造成水性涂装系统。水性航空涂料同样也密集的使用在在其他大型飞机制造厂，例如波音和庞巴迪，甚至一些军用

3、领域。具体指出市场各个部分的数字，是件困难的事情，因为涂料的定义和用途都是互相重合的。根据不完全的统计，我们可以这样估计一下，美国涂料添加剂市场大约是7亿美元，其中的10%市场份额为防腐添加剂，这个数据还不包括完全归入颜料的那一部分。腐蚀成因什么造成了腐蚀？可以肯定地是，水分和氧气会出现在发生腐蚀的地方。所以，退役的飞机可以被保存在沙漠里面，以延长使用寿命，这种条件下强烈的阳光，加上剧烈的温度变化，对于涂料大大不利，但是低湿度却把腐蚀降到了最低。甚至在其他气候条件下，只要控制封闭环境内的空气条件

4、，有时不用涂料也能防止腐蚀。不过，这往往超出了一般的操作条件。   腐蚀总是从表面成分、或者结构有差异的局部开始发生。只要有水气存在，就足以形成微小的化学电池，从而导致局部电流的产生。例如，只要有水和氧气存在，铁会离子化变成阳极，（只有水可不行），然后转变成水合铁氧化物，也就是常说的铁锈。如果有溶解状态的盐存在，尽管盐本身并不导致电化学反应，但是盐类会大大提高水的导电性，所以能提高腐蚀的速度。   铝和其他金属，被认为耐腐蚀能力比铁和钢强的多，因为最初形成的氧化物并不能溶于水，并且牢固的附着在金

5、属的表面。这能形成理想的保护层。但是在不利的情况下，特别是有盐存在的，氧化膜就会崩解，铝就会迅速被腐蚀掉。 防腐机理   用紧密材料涂装的钢材，比如热镀锌钢板，其中锌比铁更活跃，所以可以防止腐蚀的进一步发生。当然，结果锌就被迅速地腐蚀掉了。涂料可以减缓原子对锌的攻击，所以涂装后的镀锌钢板要比仅仅使用的涂装的钢材寿命更长，比没有涂装的镀锌钢板寿命长1.5倍左右。有时，这种牺牲阳极的防腐方式，可以集中把一块锌或者其他金属（而不是一个完整涂层）连接在钢材上，这样就持续的收集电流，腐蚀就只发生在这个保护

6、阳极上。   然而，使用了这种方式，虽然提高了表面涂装的实际效果，却把涂层本身置于腐蚀的压力之下。水性离子，潮湿、还有氢气都聚集在阳极附近，造成局部呈现碱性，结果很容易发生鼓泡。   当涂料仅仅用来阻滞腐蚀发生的时候，需要注意的是，要有效的发挥防腐作用（这里假设涂层有效的粘合在表面上），我们不仅要考虑涂料隔离水分和氧气的能力，还要考虑涂料阻隔溶液离子的能力（这一点可以通过测料涂料的电阻变化而轻易的得到）。另外，对于潮湿条件下潜在组分的渗出，涂料本身的吸水作用，以及涂层厚度方向上耐直流电能力等等，

7、都与涂料性能息息相关。使用加速腐蚀试验（就好像是加速老化试验）是必需的，但不是完全令人满意。很多种防腐颜料需要通过与腐蚀性盐类发生反应，才能来发挥防腐作用。加速盐雾试验可以对快速反应的颜料，做出令人满意的试验结果（不过这些颜料的工作寿命也较短），但是对于含有磷酸锌类助剂，反应速度很慢的颜料，就只能得出不太真实的结果。这些颜料在试验中似乎被实验条件完全摧毁了，但是在实际使用中却十分有效。树脂体系   防腐涂料可以使用一大类成膜物质/基料，有时你会估计，差不多所有的惰性或者耐用的成膜物质/基料，都能

8、用于这个领域。以下是常用的成膜物质/基料例子，当然，并不“完全”。基料类型固化剂水性（WB），溶剂型（SB）或者100%固体涂料（100%）丙烯酸共聚物通常物理干燥WB,SB硅酸盐碱金属水蒸发/与锌反应WB醇酸金属皂一般为SB氯化橡胶物理干燥SB环氧酯醇酸SB硅酸乙酯与锌反应SB水固化聚氨酯室温、水分SB聚硅树脂自交联SB聚脲异氰酸SB或者100%双组分环氧异氰酸酯异氰酸、聚亚胺、聚氨基、酮亚胺WB,SB,100%双组分聚氨酯异氰酸SB或者100%表1：防腐涂料成膜物质/基料样本   理解涂层的