《金属涂料教学》ppt课件

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1、第十三章金属涂料第一节概述第二节氨基烘漆第三节单组分自干漆第四节双组分自干漆第五节结语1第一节概述金属腐蚀是金属表面和周围环境中的介质发生化学或电化学反应，逐步由表及里，使金属受环境破坏，丧失其原有性能。粗略估计，每年因腐蚀而造成的金属结构、设备及材料的损失量，大概相当于当年金属产量的20～40%。金属腐蚀有各种各样的分类。按腐蚀介质可以分为大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀及化学介质腐蚀；以腐蚀过程的机理可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。对于涂料防腐蚀工作者来说，常常将腐蚀归纳为“湿蚀”和“干蚀”两类。湿蚀是在水或

2、水汽的参与下，各种介质对金属的作用；干蚀则是指化学物质对金属的直接作用及高温氧化等。大气腐蚀、水及海水腐蚀、电解质腐蚀等都属于“湿蚀”。防腐蚀涂层可以通过屏蔽、缓蚀、阴极保护作用保护金属基材免受腐蚀。（1）屏蔽作用：涂层的屏蔽作用在于使基体和环境隔离以免受其腐化，对于金属，根据电化学腐蚀原理，涂层下金属发生腐蚀必须有水、氧、离子存在，以及离子流通（导电）的途径。由此为防止金属发生腐蚀，涂层需能阻挡水、氧以及离子透过涂层到达金属表面，所以，屏蔽效果决定于涂层的抗渗透性。（2）缓蚀作用：在涂层含有化学防锈颜料的

3、情况下，当有水存在时，从颜料中解离出缓蚀离子，后者通过各种机理使腐蚀电池的一个电极或两个电极极化，抑制腐蚀进行。故缓蚀作用能弥补屏蔽作用的不足，反过来屏蔽作用又能防止缓蚀离子的流失，使缓蚀效果稳定持久。2（3）阴极保护作用：涂层中如加入对基体金属能优先腐蚀的金属粉，便能使基体金属免受腐蚀，富锌底漆对于钢铁的保护即在于此。由上述防腐蚀涂层的作用来看，屏蔽作用要求涂层不渗透水、氧和离子，而缓蚀作用又要求有一定量的水，有的缓蚀颜料还需要有氧的存在。如要兼顾发挥两种作用，有时要考虑平衡，但抗渗透仍是防腐蚀涂层的基本

4、要求。此外，任何情况下，均要求涂层耐久，耐久才能有实用价值。而要耐久，则涂层必须对环境介质稳定，对基体牢固附着，并对外加应力有相当的适应性。所以抗渗透性、对介质稳定、附着力和机械强度是对防腐蚀涂层的基本要求。水对涂层的渗透认为是通过吸附、溶解、扩散、毛细管吸引的过程。前两者与作为漆基的高聚物中所含极性基因和可溶性成分有关,后两者与聚合物链节的活动性,涂层的孔度和浸出量(浸出增加孔度)有关。可溶成分和浸出物包括小分子单体、滞留溶剂和外来污染物，以及高聚物的降解物。涂层的孔度决定于涂层的针孔以及高聚物分子之间和

5、大分子内部存在的气孔。针孔来自不理想的施工，而气孔决定于高聚物的分子结构、交联密度和排列状态等，是涂层固有的。因此，涂层的渗透不可能绝对的避免。颜料的加入能提高涂层的抗渗透性，颜料粒子不透水，它能填充管孔，延长渗透至基体金属的路程，涂层中颜料少于临界颜料体积浓度时，水通过颜料粒子之间的基料渗透；大于此浓度时，便更快地通过颜料粒子之间的空隙扩散，故色漆的水渗透性决定于颜料的品种、用量、分散度和粒子的几何形状。如惰性的片状颜料在涂层中起着挡板的作用。3此外，颜料-高聚物、颜料-高聚物-水，高聚物-基体之间的相互

6、反应也对水的渗透有影响。防腐蚀涂层对腐蚀介质的稳定性是指化学上既不被介质分解，也不与介质发生有害的反应；物理上不被介质溶解或溶胀。大多数防腐蚀涂层只用于中性至微碱性的含水介质和极性较低的有机溶剂中。但是，经过加强和加厚的涂层体系，也有能长期耐强腐蚀介质作用的，无机酸对涂层的作用主要是使涂层中高聚物的某些极性基团水解，在双键处发生加成反应和异构化，还能溶解和分解涂层中的颜料和添加剂，最终使涂层失去保护作用。有机酸由于高聚物还具有溶胀和溶解作用而加速有害反应的进行，使侵蚀作用更为强烈，碱溶液的作用主要是水解，并

7、与高聚物中的酸性基团成盐，使涂层更加亲水，甚至泡胀软化。水是最常遇到的腐蚀介质，除其本身对于高聚物有水解和渗透破坏作用，还与存在的其它物质起协同破坏作用，盐溶液的破坏在于增大了离子浓度，而离子的渗透引起涂层电阻下降，有些离子如氯和硫酸根离子还会在膜底干扰缓蚀颜料的作用，促进涂层下金属腐蚀。从耐介质腐蚀性来看，碳链高聚物比杂链好。碳链上的氢原子被氟、氯原子取代更好。饱和度高，极性小的比含有双键和极性基团多的要好。4涂层要保护基体，必须在使用期间始终与基体牢固附着。除反应性底漆外，涂层的附着力主要靠分子间的物理

8、吸引，称次价力或范得华力。其中以氢键吸引最强，但这类引力只有在分子级距离内才产生，故底漆应润湿性好，使能与基体充分接触。使用过程中影响附着力的主要因素有以下二方面。①涂层—金属界面上水的积聚由于水对金属的亲和力大于一般高聚物对金属的亲和力，故水能插入其间，取代了高聚物的吸附。界面水可能来自施工时金属表面原来吸附的水膜，影响涂层原始强度，也可在使用中由涂层表面渗入或破损处进入，对附着力逐渐下降。所以在高温条件下，附