防腐涂料的种类及应用共32页

什么是涂料?涂料是指应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料的总称,防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。••1常规防腐涂料•1、防腐涂料的种类•防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。•1.1.1环氧树脂防腐涂料•环氧树脂具有优良的耐水性、耐化学品性(耐酸、耐碱和有机溶剂),贮存稳定,附着力特别好,适用于海上、海岸、工业区等严重腐蚀环境中钢铁构筑物的涂装,尤其适用于各种贮罐内表面的涂装。根据所用固化剂、改性树脂以及应用形态的不同,通常将环氧树脂防腐蚀涂料分为环氧酯防腐蚀涂料、胺固化环氧防腐蚀涂料、树脂改性环氧防腐蚀涂料、新型环氧防腐蚀涂料(环氧粉末防腐蚀涂料、线形环氧防腐蚀涂料)及其他改性环氧防腐蚀涂料。1.1.2聚氨酯防腐涂料聚氨酯涂料是一种以聚氨酯树脂为基料，以颜料、填料等为辅料的涂料。聚氨酯涂料对各种施工对象和环境的适应性很强，可以在潮湿环境和底材上施工，也可以在低温下固化。这种涂料有聚醚、聚酯、环氧树脂以及丙烯酸树脂双组分聚氨酯涂料，也有单组分湿固化聚氨酯涂料。1.1.3富锌树脂防腐涂料含有大量锌粉的涂料称为富锌涂料。富锌涂料包括无机和有机两种类型，无机类富锌涂料使用硅酸烷基酯、碱性硅酸盐为基料，有机类富锌涂料主要使用环氧树脂为基料。前者对金属有极好的防锈和附着力作用，且在耐热性、导电性、耐溶剂性方面都优于后者。富锌涂料的防腐机理是:在腐蚀的前期,通过锌粉的溶解牺牲对钢铁起阴极保护作用;在其后期,随着锌粉的腐蚀,在呈球形锌粉颗粒中间沉积了许多腐蚀产物,这些致密而微碱性腐蚀产物不导电,填塞了颜料层,阻挡屏蔽腐蚀因子的透过,即后阶段是由屏蔽作用而起防腐蚀效果的。[4]富锌涂料可分为有机和无机两大类。有机类富锌涂料主要使用环氧树脂为基料;无机类富锌涂料使用碱性硅酸盐、硅酸烷基酯为基料。前者因其对金属表面的处理要求不太高、施工受环境影响小、附着力强等特点,在各领域得到广泛的应用;后者对金属有极好的附着力和防锈作用,且在导电性、耐热性、耐溶剂性、防锈性等方面都优于前者,尤其作为单一涂层,无机类比有机类具有更好的耐久性和防腐性。含有环氧硅酸酯的富锌涂料,既具备无机富锌涂料的各种优点,又克服了无机富锌涂料的成膜性能差、表面处理要求高、漆膜易开裂、施工条件苛刻等缺点,有效地将无机富锌涂料和有机富锌涂料结合起来,是一种性能优越的长效电化学保护涂层。•1.1.4高固体分防腐涂料•在普通防腐涂料中，一般大约含40%的可挥发成分，这些涂料大部分为有机溶剂，在施工后会挥发到大气中去，既造成了涂层缺陷，不能满足防腐要求，同时也污染了环境。因此，降低其可挥发组分，提高涂料的固含量，是涂料开发新的研究和发展方向。因此，[5]我们将质量固含量(质量分数)在80%或体积固含量(体积分数)在60%以上的涂料称之为高固体分涂料(HSC)，其防腐性能优越。目前，国外已研制出固体质量含量高达95%的防腐涂料，该涂料有优越的性能，已在水电工业和油气田中得到广泛应用，取得了很好的效果。•1.1.5水性防腐涂料•水性防腐涂料主要包括环氧、醇酸、丙烯酸、聚氨酯以及无机硅酸锌涂料等。[6]目前在工业防腐领域成功应用的水性涂料主要包括水性环氧涂料、水性无机硅酸锌涂料、水性丙烯酸涂料等。在水性防腐涂料的制造过程中，一般不使用溶剂，其VOC含量非常低，甚至能达到零的水平，可以说，水性防腐涂料是目前研究的热点。•1.1.6橡胶涂料•橡胶涂料是以天然橡胶衍生物或合成橡胶为主要成膜物的涂料。橡胶涂料具有快干、耐碱、耐化学腐蚀、柔韧、耐水、耐磨、抗老化等优点,但其固体分低、不耐晒。主要用于船舶、水闸、化工防腐蚀涂装。[7]本文主要讨论氯磺化聚乙烯防腐蚀涂料和氯化橡胶涂料。2重防腐涂料•2.1鳞片玻璃重防腐涂料•鳞片玻璃是指厚度为3~4um的鳞片状薄玻璃制品。据介绍,[8]这种薄片鱼鳞形玻璃主要用于合成树脂的混合材料和防腐蚀涂料等领域,作为重要添加剂材料之一,配合使用的底层树脂有环氧类和聚醋类等树脂。一般在厚度为1mm的涂料层中约有120一150片层层相叠的鱼鳞状玻璃鳞片。它可以防止腐蚀性离子和雨水的浸透。在使用这种鳞片玻璃涂料时,都要在钢材等金属物体表面预先涂搜上一层处理基底的打底材料,然后再涂布上一层200-1000um厚的鳞片玻璃涂料。•2.2环氧重防腐涂料•环氧重防腐涂料是以环氧树脂为漆基,用特种橡胶和煤焦沥青、石油树脂等加以改性,加人颜料、填料、助剂及固化剂而制成的双组分重防腐涂料。该重防腐涂料具有卓越的耐酸、碱、盐腐蚀性,耐大气腐蚀和耐磨损,涂层附着力强,收缩率低,机械性能高,无针孔,电绝缘性能好。该产品适用于港口工程,水利水电工程,海洋石油钻井平台,船舶设施,油气田输油、气、水管道地下穿越管道,城市自来水、煤气管道,矿山和矿井下设施,机车车辆等钢结构和钢筋混凝土结构的防腐.2.2环氧重防腐涂料环氧重防腐涂料是以环氧树脂为漆基,用特种橡胶和煤焦沥青、石油树脂等加以改性,加人颜料、填料、助剂及固化剂而制成的双组分重防腐涂料。该重防腐涂料具有卓越的耐酸、碱、盐腐蚀性,耐大气腐蚀和耐磨损,涂层附着力强,收缩率低,机械性能高,无针孔,电绝缘性能好。该产品适用于港口工程,水利水电工程,海洋石油钻井平台,船舶设施,油气田输油、气、水管道地下穿越管道,城市自来水、煤气管道,矿山和矿井下设施,机车车辆等钢结构和钢筋混凝土结构的防腐2.3BW9300型省工程重防腐涂料BW9300型省工程重防腐涂料运用整合转锈机理,采用独特的变性混合树脂及合理的配方整体设计,将“重防腐”和“省工程”两大功能结合起来,将长效无维护与带锈涂装结合起来。该涂料具有优良的附着力、抗冲击性、耐磨性、耐候性和耐腐蚀性,可带锈施工,与锈及旧漆膜的附着力强,并可实现底面漆合一。2.4TF无溶剂重防腐涂料[2]TF无溶剂重防腐涂料是以环氧树脂为基料,经增韧改性,采用价格便宜的惰性矿产鳞片为填料,与活性稀释剂、颜料等复配研磨而成的一种安全、无毒、无溶剂型涂料,该涂料有效成分高达95%左右,黏结力强,防腐蚀性能、机械性能、电性能突出,避免了由于溶剂挥发而造成的能源浪费和对环境的污染,可适用于各种腐蚀环境的防护,其防腐蚀效果是一般防腐涂料难以比拟的。2.5PL型环氧煤沥青管道重防腐涂料PL型环氧煤沥青管道重防腐涂料由特种树脂、煤焦沥青、防锈颜料、助剂、溶剂、固化剂等组成,分A.、B组分包装。该涂料具有优异的防锈性和耐化学介质腐蚀性,且有良好的物理机械性能,附着力强,漆膜坚韧,耐磨、耐水、耐海水、耐盐雾性能佳。在埋地管道外壁的防腐施工中经缠绕玻璃布,固化后形成类似玻璃钢结构的涂衬层,具有优异的电绝缘性。它适用于海上设施构件,各种输水、输液、输气管道和地下管道,地下仓库、储存罐、污水处理设备及化工设备,混凝土构件、厂房等[9]技术指标见表2。3新的防腐涂料3.1AC铝合金涂料AC铝合金是用特殊的冶炼方法在纯铝中添加了一定量的稀土元素后依靠专门技术加工成线材,可用氧炔火焰喷涂到钢铁表面上,形成表面涂层。[10]由于稀土元素的净化作用有效地降低了合金中的杂质,增强了钝化膜的连续致密性,提高了钢铁基体被封闭的物理屏蔽作用。稀土元素较强的净化作用还能有效地清除合金中夹杂的气体,从而使合金喷涂冷凝时晶体变细。增强了涂层与钢铁间的附着力,提高涂层的防腐性能,同时也使涂层具有较高的抗冲刷能力。•3.2无机锌硅涂料•无机锌硅涂料是一种由基料组份1和填料组份2混合而成的双组元混合物。该徐料属化学固化涂料,依靠化学反应固化成膜。[11]涂料的基料由元素有机聚合物组成,这种基料中有大量的活性OH根,这些基料与填料中的金属粉锌粉、钢铁表面的铁生成硅酸盐聚合物,迅速固化、硬化,在涂层与钢铁表面间形成很高的结合力,即聚合成巨大的空间网络,将涂层与钢铁基体连成一体。这种涂料对钢铁有强大的防腐机能,涂料中的填料是由超细微粒的、高纯度的锌粉构成,由于锌的电位比铁低,这些锌起着牺牲阳极的阴极保护作用,有效地减少铁锈生成。另外锌被氧化生成氢氧化锌、氧化锌、碳酸锌等碱性物质,体积膨胀,可以填塞和遮盖涂层中的孔隙和缺陷,防止铁与水接触,起着物理屏蔽作用,阻止锌、铁腐蚀。这种涂料在使用时,上面可不用其他涂料封闭,即为单徐层可喷涂也可刷涂,无需热喷涂,在喷涂时挥发性有机物含量为零,不污染环境,符合环保要求。•①能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命，重防腐涂料在化工大气和海洋环境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上。防腐涂料的特性•②厚膜化是重防腐涂料的重要标志。一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右，而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上，还有500μm～1000μm，甚至高达2000μm。根据美国NACE标准[PR-01-76（1983）修正版ItenNo.53105对ZS-711涂层进行抗腐蚀性能评定，结果，顺利通过了4000h盐雾试验和4000h湿热试验的考验。涂层具有卓越的耐候性，抗老化、抗辐射、耐磨、耐冲击、耐高温（400℃～600℃）、低温（-60℃），导电性稳定；其电阻率可满足防静电要求，又能保证涂层的长寿命。③附着力强：涂层与基体结合力强，涂料组成物中含有羟基（-OH），金属基体提供正离子，能形成化学键结合，在涂料中的偶联剂帮助下，甚至实现共价链的结合。在空间网状结构维系下，涂料组合物中含有的金属、金属氧化物纳米材料和稀土氧化物超微粉体，帮助涂层形成一个致密的界面过渡层，使其综合热力学性质与基体相匹配。④高效方便：施工简便，真正实现无机涂料的常温自固化，当环境温度20℃，相对湿度小于85%时，表干15min，实干2h，可保证高效率施工，可实现优异的抗盐雾，耐老化。涂层具有自我修补性，外力造成的局部划痕仍可受到保护，涂层不受切割及焊接损伤，带涂层焊接不影响焊接质量。⑤使用方法灵活：无机聚合物防腐涂料即可单独使用也可作为防腐低层涂层与有机漆配套使用，单层的无机聚合物防腐涂料作为底漆时可与环氧系、丙烯酸系、聚氨酯系、氯化橡胶系、沥青系等面漆配套使用，附着力强。•防腐涂料所展现的领域•①常规方法涂料：煤气管道及其设施(如煤气柜)、天然气管道、饮水设施、垃圾处理设备等；•②能源设施：水工设备、水罐、石油精制设备、石油贮存设备(油管、油罐)、输变电设备、核电、煤矿；•③公路交通：高速公路护栏、桥梁、船艇、集装箱、火车及铁道设施、汽车、机场设施；•④大型工业设施：造纸设备、医药设备、食品化工设备、金属容器内外壁、化工、钢铁、石化厂的管道、贮槽、矿山冶炼、水泥厂设备、有腐蚀介质的地面、墙壁水泥构件；•⑤海洋工程设施：海上设施、海岸及海湾构造物、海上石油平台等。防腐涂料的应用防腐涂料首先具备了油漆的技术性能，如附着力。柔韧性、干度、细度以及黏度等;其次防腐涂料具备了防腐的功能，如防腐、防霉和防潮等;最后防腐涂料还具备了专业技术性能的特殊需求，如防腐涂料在防腐的基本功能需求，还具有屏蔽电阻效应、电极保护和湿附着力等保护作用。根据[12]防腐涂料用途和功能的不同，防腐涂料起到了防护作用、功能性涂料作用以及特殊装饰性作用，其中防腐涂料的防腐作用涵盖了所有涂料。防腐涂料也是一个功能性产品中的类部件，其在产品的整个过程中是一个系列产品。依据防腐涂料的用途和使用环境的不同，防腐涂料应用于专业金属防腐、工业和民用建筑构件防腐和船舶防腐等，它不仅保护金属构件产品，并且延长其使用寿命，保证建筑结构使用功能并提升建筑抵抗外界影响，确保船舶不受海水电解腐蚀并延长船体使用寿命。重度防腐是当前防腐涂料中应用最为广泛的一种防腐手段，它涉及到各个领域，如能源工业、交通运输、海洋工程等，它还广泛应用于室外钢结构、化工设备以及管道等。环氧树脂防腐