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常用防腐塗料種類及特點詳述
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常用防腐塗料種類及特點詳述

瀏覽:1616次 發布日期:2018-04-17 字號:  

      防腐塗料是現代工業、交通、能源、海洋工程等部門應用極為廣泛的一種塗料。按其塗料膜層的耐腐蝕程度和使用要求,通常分為常規型和重防腐型兩類。我國每年僅因金屬材料腐蝕造成的損失高達5000億元,約占國民生產總值的5%。防腐塗料在塗料工業中占有越來越重要的地位,其規模僅次於建築塗料位居第二位。因此,防腐塗料的對我國的發展具有重大意義。

      我國的防腐塗料主要應用在化工和石油行業、鐵路、公路橋梁、冶金行業、電力和能源工業、機械及紡織行業、工業產品領域、汽車、船舶及集裝箱行業。其中,最大的行業為化工和石油行業,它包括油田設施、輸油管道、海上平台、石油化工廠的鋼結構和鋼筋混凝土結構的防腐;與此同時,鐵路及公路橋梁的新建和維護也是防腐塗料應用的領域;此外,工業產品領域以及汽車、船舶等海洋防腐領域也是防腐塗料市場的最大需求點。

      中國防腐塗料市場,伴隨著中國基礎設施建設、工業機構調整和新興產業的發展,防腐塗料無疑成為塗料產業與市場體係中的一個重要領域與分支,重防腐塗料經過幾十年的發展在我國已經形成了渤海灣地區、珠江三角洲、長江三角洲三大區域格局。

一、防腐蝕塗料的主要類型

      1、油脂塗料

油脂塗料是以幹性油為主要成膜物的一類塗料。其特點是易於生產,塗刷性好,對物麵的潤濕性好,價廉,漆膜柔韌;但漆膜幹燥慢,膜軟,機械性能較差,耐酸堿性、耐水性及耐有機溶劑性差。幹性油常與防鏽顏料配合組成防鏽漆,用於耐蝕要求不高的大氣環境中。

      2、生漆

      生漆又稱為國漆、大漆,是我國特產之一。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,經細布過濾除去雜質即是。它塗在物體表麵上後,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。現在有不少改性的生漆塗料,不同程度上克服了上述缺點。

3、酚醛樹脂塗料

主要有醇溶性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、純酚醛樹脂等。醇溶性酚醛樹脂塗料抗腐蝕性能較好,但施工不便,柔韌性、附著力不太好,應用受到一定限製。因此常需要對酚醛樹脂進行改性。如鬆香改性酚醛樹脂與桐油煉製,加入各種顏料,經研磨可製得各種磁漆,其漆膜堅韌,價格低廉,廣泛用於家具、門窗的塗裝。純酚醛樹脂塗料附著力強,耐水耐濕熱,耐腐蝕,耐候性好。

      4、環氧樹脂塗料

環氧塗料附著力好,對金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優良的附著力;耐堿、油和水,電絕緣性能優良。但抗老化性差。環氧防腐蝕塗料通常由環氧樹脂和固化劑兩個組分組成。固化劑的性質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。這些樹脂和環氧樹脂並用經高溫烘烤後交聯成膜,漆膜具有突出的耐腐蝕性,並有良好的機械性能和裝飾性。

環氧樹脂是最常用的熱固性樹脂之一,廣泛應用於先進複合材料樹脂基體、耐高溫膠黏劑、電子封端材料、耐高溫隔熱塗料等高新技術領域中,由於環氧樹脂加入固化劑固化後交聯密度高,存在內應力大、質脆,耐衝擊性和耐濕熱性較差等缺點。

      環氧酯樹脂塗料是以環氧酯樹脂作為成膜物的一種單組分塗料體係。環氧酯樹脂由環氧樹脂和植物油脂肪酸酯化合而成。該塗料與一般環氧塗料相比成本較低,耐堿性較差。常用作各種金屬底漆和化工廠室外設備防腐蝕漆。

5、聚氨酯塗料

      用於防腐蝕塗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固化生成聚氨基甲酸酯(聚氨酯)。聚氨酯塗料的特點:

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耐腐蝕性能優異。耐油、酸、化學藥品和工業廢氣。耐堿性稍低於環氧塗料。

③耐老化性優於環氧塗料。常用作麵漆,也可用作底漆。

④聚氨酯樹脂能和多種樹脂混溶,可在廣泛的範圍內調整配方,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定性較差,必須隔絕潮氣,以免膠凍。聚氨酯塗料價格高,但使用壽命長。

       6、乙烯樹脂塗料

乙烯樹脂防腐蝕塗料主要是指以氯乙烯、醋酸乙烯、乙烯、丙烯等單體製成的樹脂為成膜物的塗料。其中的過氯乙烯塗料已大量生產和應用。過氯乙烯塗料能形成致密的漆膜,耐化學腐蝕性能好,但對光、熱的穩定性差,長期使用不宜超過60℃,對金屬附著力較差。該塗料原料來源豐富,在防止化工大氣腐蝕方麵已大量使用。

       7、呋喃樹脂塗料

呋喃樹脂塗料耐各種非氧化性無機酸、電解質溶液、各種有機溶劑,耐堿性也很突出,但抗氧化不好。呋喃樹脂係列防腐蝕塗料包括糠醇樹脂塗料、糠醛丙酮甲醛樹脂塗料和改性呋喃樹脂塗料等。

       8、橡膠類塗料

橡膠類防腐蝕塗料以經過化學處理或機械加工的天然橡膠或合成橡膠為成膜物質,加上溶劑、填料、顏料、催化劑等加工而成。

(1)氯化橡膠塗料。該塗料耐水性好,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。該塗料廣泛用於船舶、港灣、化工等場合。

(2)氯丁橡膠塗料。該塗料耐臭氧、化學藥品,耐堿性突出,耐候性好;耐油和耐熱,可製成可剝塗層。缺點是貯存穩定性差;塗層易變色,不易製成白色或淺色漆。

(3)氯磺化聚乙烯橡膠塗料。由聚乙烯樹脂與氯氣及二氧化硫(或氯磺酸)反應製得。塗層抗臭氧性能優良,耐候性顯著,吸水率低、耐油、耐溫,可在120℃以上使用,-50℃也不發脆。

       9、瀝青塗料

       瀝青是重要的防腐蝕塗料之一。尤以煤焦瀝青為最佳,煤焦瀝青塗料價格低廉,具有下列優點:

①耐水,浸入水中10年其吸水率僅0.1%~0.2%;

②耐一些化學介質的侵蝕;

③對未充分除鏽的鋼鐵表麵仍有良好的潤濕性;

④固含量高,可獲厚膜;

⑤價格低廉。

其缺點是寒冬發脆,夏暑發軟,曝曬後有些成分揮發逸出會使漆膜龜裂。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塗料的幹性,改善冬脆夏軟的缺點;加入環氧樹脂製得的環氧瀝青塗料,可兼具瀝青塗料和環氧塗料的優點,在防腐蝕中獲得非常滿意的效果。瀝青塗料已在集裝箱底、船底、船塢閘門、圍堰等場合使用,防腐蝕效果很好。

      10、重防腐蝕塗料

重防腐蝕塗料是相對一般防腐蝕塗料而言的。它是指在嚴酷的腐蝕條件下,防腐蝕效果比一般腐蝕塗料高數倍以上的防腐蝕塗料。其特點是耐強腐蝕介質性能優異,耐久性突出,使用壽命達數年以上。主要用於海洋構築物和化工設備、貯罐和管道等。

      目前常用的重防腐蝕塗料主要有:

      (1)作為底漆的重防腐蝕富鋅塗料。分厚膜型有機富鋅塗料、富鋅預塗底漆和無機富鋅塗料三個係列。

      (2)重防腐蝕中間層塗料和麵漆。這類塗料可直接塗在富鋅底漆上,主要有氯化橡膠係、乙烯樹脂係、環氧係、聚氨酯係、氯磺化聚乙烯係、環氧焦油係等重防腐蝕塗料。

      (3)玻璃磷片重防腐蝕塗料。

      (4)環氧砂漿重防腐蝕塗料。

      (5)含氟塗料。如聚三氟氯乙烯塗料,氟橡膠塗料等。

      此外,市場中出現了一種新型納米塗料,防腐效果更好。由納米氧化鋁、 納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化矽等組成的一種新型耐酸堿塗層材料。此類防腐塗料具有優異的耐高溫、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、耐衝擊、等優點。非常適合用於要求耐強酸、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塗層,極度耐腐蝕耐候。納米粒子本身具有高硬度,從而提高了納米塗層的耐磨性。並且可以快捷方便修補塗層各種原因的破損,極大延長設備的使用壽命。然而,優秀的納米塗層,要求納米粒子均勻分散,並且對納米粒子表麵改性,提升粒子間的表麵吸附性能。這兩點,是納米塗料的難點。

二、防腐蝕塗料的作用

(1)屏蔽作用:鋼鐵表麵電化學腐蝕的基本條件是在鋼鐵表麵必須有水、氧、離子的存在和離子、電子的流通(導電)。防腐塗料層的屏蔽作用能阻止水、氧、離子透過塗層達到鋼鐵表麵。其次塗層還能阻擋酸堿鹽及工業大氣的直接的化學腐蝕。

(2)緩蝕作用:在防腐塗料層中(特別是底漆中)含有化學防鏽顏料,當有水存在時,能從這些防鏽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)從而抑製腐蝕的進行。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,使緩蝕作用穩定持久。

(3)陰極保護作用:在塗料塗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,隻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,防腐塗料以及取得了長足進步,度苛刻環境下的物體防護起到了重要作用。可以說,重防腐塗料的發展水平標誌著一個國家防腐塗料的發展水平甚至標誌著一個國家的科技發展水平。

三、防腐蝕塗料的選擇與施工

1、塗料品種的選擇

防腐蝕塗料品種繁多,其性能和用途各有不同,正確選用對塗層的防蝕效果和使用壽命至關重要。選用時應考慮:

(1)被塗物體表麵材料性質。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)被塗物體的使用環境。防腐蝕塗料對環境針對性很強,要根據具體使用環境,如介質的類型、濃度、溫度,設備運轉情況等因素來選用最適宜的塗料品種。

      (3)施工條件。應根據施工現場實際狀況選擇適宜的塗料品種。如在通風條件差的現場施工宜采用無溶劑或高固體份或水性防腐蝕塗料。在不具備烘烤幹燥的現場隻能選用自幹型塗料。

      (4)技術、經濟綜合效果。不僅要考慮技術性能是否優異,還要考慮經濟的合理性。在進行經濟核算時要將材料費用、表麵處理費用、施工費用、塗層性能及使用壽命、維修費用等綜合考慮。

      2、防腐蝕塗料的施工原則

塗料施工質量好壞對塗層的性能影響極大。在實際塗裝過程中由於施工方法不當而達不到預期防蝕效果的例子很多。特別是許多性能優異的防腐蝕塗料對施工方法極為敏感,隻有嚴格按照其各自的施工條件進行施工才可形成正常的塗層,達到預期的防蝕保護作用。

      (1)底材必須進行嚴格的表麵處理。鋼鐵基材必須經除鏽、除油處理,磷化處理則可根據具體情況而定。

      (2)要保證必要的塗層厚度。防腐蝕塗層厚度必須超過其臨界厚度,才能發揮保護作用,一般為150μm~200μm。

      (3)控製塗裝現場的溫度、濕度等環境因素。室內塗裝溫度應控製在20℃~25℃;相對濕度視品種而異,一般以65%左右為宜。在室外施工時應無風沙、細雨,溫度不低於5℃,相對濕度不高於85%。應避免未完全固化的塗層上結霜、降露、下雨和降落砂塵。

      (4)控製塗裝間隔時間。如底漆塗裝後放置過久才塗麵漆,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和施工質量管理。要求施工人員了解塗料的性質、用法、施工要點和技術要求。管理人員要加強質量監控,保證每道工序都符合技術要求,以便最終得到一個性能優異的防腐蝕塗層。還要加強勞動安全防護,注意溶劑揮發,加強通風,以免中毒。 
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