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10、重防腐蝕涂料
防腐涂料是現(xiàn)代工業(yè)、交通、能源、海洋工程等部門應(yīng)用極為廣泛的一種涂料。按其涂料膜層的耐腐蝕程度和使用要求，通常分為常規(guī)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(dá)5000億元，約占國民生產(chǎn)總值的5%。防腐涂料在涂料工業(yè)中占有越來越重要的地位，其規(guī)模僅次于建筑涂料位居第二位。因此，防腐涂料的對我國的發(fā)展具有重大意義。
我國的防腐涂料主要應(yīng)用在化工和石油行業(yè)、鐵路、公路橋梁、冶金行業(yè)、電力和能源工業(yè)、機(jī)械及紡織行業(yè)、工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域、汽車、船舶及集裝箱行業(yè)。其中，最大的行業(yè)為化工和石油行業(yè)，它包括油田設(shè)施、輸油管道、海上平臺、石油化工廠的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防腐；與此同時，鐵路及公路橋梁的新建和維護(hù)也是防腐涂料應(yīng)用的領(lǐng)域；此外，工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域以及汽車、船舶等海洋防腐領(lǐng)域也是防腐涂料市場的最大需求點(diǎn)。
中國防腐涂料市場，伴隨著中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)整和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，防腐涂料無疑成為涂料產(chǎn)業(yè)與市場體系中的一個重要領(lǐng)域與分支，重防腐涂料經(jīng)過幾十年的發(fā)展在我國已經(jīng)形成了渤海灣地區(qū)、珠江三角洲、長江三角洲三大區(qū)域格局。
一、防腐蝕涂料的主要類型
1、油脂涂料
油脂涂料是以干性油為主要成膜物的一類涂料。其特點(diǎn)是易于生產(chǎn)，涂刷性好，對物面的潤濕性好，價廉，漆膜柔韌；但漆膜干燥慢，膜軟，機(jī)械性能較差，耐酸堿性、耐水性及耐有機(jī)溶劑性差。干性油常與防銹顏料配合組成防銹漆，用于耐蝕要求不高的大氣環(huán)境中。
2、生漆
生漆又稱為國漆、大漆，是我國特產(chǎn)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(jīng)細(xì)布過濾除去雜質(zhì)即是。它涂在物體表面上后，顏色迅速由白變紅，由紅變紫，時間較長則可變成堅(jiān)硬光亮的黑色漆膜。漆酚是生漆的主要成分，含量達(dá)30%～70%。一般講，漆酚含量越高生漆質(zhì)量越好。生漆附著力強(qiáng)、漆膜堅(jiān)韌、光澤好，它耐土壤腐蝕，較耐水、耐油。缺點(diǎn)是有毒性，易使人皮膚過敏。此外它不耐強(qiáng)氧化劑，耐堿性差�，F(xiàn)在有不少改性的生漆涂料，不同程度上克服了上述缺點(diǎn)。
3、酚醛樹脂涂料
主要有醇溶性酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、純酚醛樹脂等。醇溶性酚醛樹脂涂料抗腐蝕性能較好，但施工不便，柔韌性、附著力不太好，應(yīng)用受到一定限制。因此常需要對酚醛樹脂進(jìn)行改性。如松香改性酚醛樹脂與桐油煉制，加入各種顏料，經(jīng)研磨可制得各種磁漆，其漆膜堅(jiān)韌，價格低廉，廣泛用于家具、門窗的涂裝。純酚醛樹脂涂料附著力強(qiáng)，耐水耐濕熱，耐腐蝕，耐候性好。
4、環(huán)氧樹脂涂料
環(huán)氧涂料附著力好，對金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優(yōu)良的附著力；耐堿、油和水，電絕緣性能優(yōu)良。但抗老化性差。環(huán)氧防腐蝕涂料通常由環(huán)氧樹脂和固化劑兩個組分組成。固化劑的性質(zhì)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(diǎn)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(diǎn)是反應(yīng)慢，常須加熱固化，毒性較弱。
③聚酰胺樹脂。特點(diǎn)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(huán)氧樹脂并用經(jīng)高溫烘烤后交聯(lián)成膜，漆膜具有突出的耐腐蝕性，并有良好的機(jī)械性能和裝飾性。
環(huán)氧樹脂是最常用的熱固性樹脂之一，廣泛應(yīng)用于先進(jìn)復(fù)合材料樹脂基體、耐高溫膠黏劑、電子封端材料、耐高溫隔熱涂料等高新技術(shù)領(lǐng)域中，由于環(huán)氧樹脂加入固化劑固化后交聯(lián)密度高，存在內(nèi)應(yīng)力大、質(zhì)脆，耐沖擊性和耐濕熱性較差等缺點(diǎn)。
環(huán)氧酯樹脂涂料是以環(huán)氧酯樹脂作為成膜物的一種單組分涂料體系。環(huán)氧酯樹脂由環(huán)氧樹脂和植物油脂肪酸酯化合而成。該涂料與一般環(huán)氧涂料相比成本較低，耐堿性較差。常用作各種金屬底漆和化工廠室外設(shè)備防腐蝕漆。
5、聚氨酯涂料
用于防腐蝕涂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(yīng)固化生成聚氨基甲酸酯(聚氨酯)。聚氨酯涂料的特點(diǎn)：
①物理機(jī)械性能好。漆膜堅(jiān)硬、柔韌、光亮、豐滿、耐磨、附著力強(qiáng)。
②耐腐蝕性能優(yōu)異。耐油、酸、化學(xué)藥品和工業(yè)廢氣。耐堿性稍低于環(huán)氧涂料。
③耐老化性優(yōu)于環(huán)氧涂料。常用作面漆，也可用作底漆。
④聚氨酯樹脂能和多種樹脂混溶，可在廣泛的范圍內(nèi)調(diào)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(wěn)定性較差，必須隔絕潮氣，以免膠凍。聚氨酯涂料價格高，但使用壽命長。
6、乙烯樹脂涂料
乙烯樹脂防腐蝕涂料主要是指以氯乙烯、醋酸乙烯、乙烯、丙烯等單體制成的樹脂為成膜物的涂料。其中的過氯乙烯涂料已大量生產(chǎn)和應(yīng)用。過氯乙烯涂料能形成致密的漆膜，耐化學(xué)腐蝕性能好，但對光、熱的穩(wěn)定性差，長期使用不宜超過60℃，對金屬附著力較差。該涂料原料來源豐富，在防止化工大氣腐蝕方面已大量使用。
7、呋喃樹脂涂料
呋喃樹脂涂料耐各種非氧化性無機(jī)酸、電解質(zhì)溶液、各種有機(jī)溶劑，耐堿性也很突出，但抗氧化不好。呋喃樹脂系列防腐蝕涂料包括糠醇樹脂涂料、糠醛丙酮甲醛樹脂涂料和改性呋喃樹脂涂料等。
8、橡膠類涂料
橡膠類防腐蝕涂料以經(jīng)過化學(xué)處理或機(jī)械加工的天然橡膠或合成橡膠為成膜物質(zhì)，加上溶劑、填料、顏料、催化劑等加工而成。
(1)氯化橡膠涂料。該涂料耐水性好，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。該涂料廣泛用于船舶、港灣、化工等場合。
(2)氯丁橡膠涂料。該涂料耐臭氧、化學(xué)藥品，耐堿性突出，耐候性好；耐油和耐熱，可制成可剝涂層。缺點(diǎn)是貯存穩(wěn)定性差；涂層易變色，不易制成白色或淺色漆。
(3)氯磺化聚乙烯橡膠涂料。由聚乙烯樹脂與氯氣及二氧化硫(或氯磺酸)反應(yīng)制得。涂層抗臭氧性能優(yōu)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(fā)脆。
9、瀝青涂料
瀝青是重要的防腐蝕涂料之一。尤以煤焦瀝青為最佳，煤焦瀝青涂料價格低廉，具有下列優(yōu)點(diǎn)：
①耐水，浸入水中10年其吸水率僅0.1%～0.2%；
②耐一些化學(xué)介質(zhì)的侵蝕；
③對未充分除銹的鋼鐵表面仍有良好的潤濕性；
④固含量高，可獲厚膜；
⑤價格低廉。
其缺點(diǎn)是寒冬發(fā)脆，夏暑發(fā)軟，曝曬后有些成分揮發(fā)逸出會使漆膜龜裂。這些缺點(diǎn)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涂料的干性，改善冬脆夏軟的缺點(diǎn)；加入環(huán)氧樹脂制得的環(huán)氧瀝青涂料，可兼具瀝青涂料和環(huán)氧涂料的優(yōu)點(diǎn)，在防腐蝕中獲得非常滿意的效果。瀝青涂料已在集裝箱底、船底、船塢閘門、圍堰等場合使用，防腐蝕效果很好。
10、重防腐蝕涂料
重防腐蝕涂料是相對一般防腐蝕涂料而言的。它是指在嚴(yán)酷的腐蝕條件下，防腐蝕效果比一般腐蝕涂料高數(shù)倍以上的防腐蝕涂料。其特點(diǎn)是耐強(qiáng)腐蝕介質(zhì)性能優(yōu)異，耐久性突出，使用壽命達(dá)數(shù)年以上。主要用于海洋構(gòu)筑物和化工設(shè)備、貯罐和管道等。
目前常用的重防腐蝕涂料主要有：
(1)作為底漆的重防腐蝕富鋅涂料。分厚膜型有機(jī)富鋅涂料、富鋅預(yù)涂底漆和無機(jī)富鋅涂料三個系列。
(2)重防腐蝕中間層涂料和面漆。這類涂料可直接涂在富鋅底漆上，主要有氯化橡膠系、乙烯樹脂系、環(huán)氧系、聚氨酯系、氯磺化聚乙烯系、環(huán)氧焦油系等重防腐蝕涂料。
(3)玻璃磷片重防腐蝕涂料。
(4)環(huán)氧砂漿重防腐蝕涂料。
(5)含氟涂料。如聚三氟氯乙烯涂料，氟橡膠涂料等。
此外，市場中出現(xiàn)了一種新型納米涂料，防腐效果更好。由納米氧化鋁、 納米氧化鋯、納米氧化鈦、納米氧化硅等組成的一種新型耐酸堿涂層材料。此類防腐涂料具有優(yōu)異的耐高溫、耐強(qiáng)酸（鹽酸、 硫酸、 硝酸、有機(jī)酸等）、耐強(qiáng)堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀等）、耐強(qiáng)腐蝕、耐高鹽份、耐油浸、耐磨、耐壓、耐沖擊、等優(yōu)點(diǎn)。非常適合用于要求耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、腐蝕物多的場所。
納米基料具有強(qiáng)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涂層，極度耐腐蝕耐候。納米粒子本身具有高硬度，從而提高了納米涂層的耐磨性。并且可以快捷方便修補(bǔ)涂層各種原因的破損，極大延長設(shè)備的使用壽命。然而，優(yōu)秀的納米涂層，要求納米粒子均勻分散，并且對納米粒子表面改性，提升粒子間的表面吸附性能。這兩點(diǎn)，是納米涂料的難點(diǎn)。
二、防腐蝕涂料的作用
(1)屏蔽作用：鋼鐵表面電化學(xué)腐蝕的基本條件是在鋼鐵表面必須有水、氧、離子的存在和離子、電子的流通(導(dǎo)電)。防腐涂料層的屏蔽作用能阻止水、氧、離子透過涂層達(dá)到鋼鐵表面。其次涂層還能阻擋酸堿鹽及工業(yè)大氣的直接的化學(xué)腐蝕。
(2)緩蝕作用：在防腐涂料層中(特別是底漆中)含有化學(xué)防銹顏料，當(dāng)有水存在時，能從這些防銹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)從而抑制腐蝕的進(jìn)行。故緩蝕作用能彌補(bǔ)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(wěn)定持久。
(3)陰極保護(hù)作用：在涂料涂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，只要這些活潑的金屬粉末含量達(dá)到使金屬粉顆粒間及金屬粉與鋼鐵底材之間達(dá)到點(diǎn)接觸的程度，就能使鋼鐵免受腐蝕。
近幾年來，防腐涂料以及取得了長足進(jìn)步，度苛刻環(huán)境下的物體防護(hù)起到了重要作用。可以說，重防腐涂料的發(fā)展水平標(biāo)志著一個國家防腐涂料的發(fā)展水平甚至標(biāo)志著一個國家的科技發(fā)展水平。
三、防腐蝕涂料的選擇與施工
1、涂料品種的選擇
防腐蝕涂料品種繁多，其性能和用途各有不同，正確選用對涂層的防蝕效果和使用壽命至關(guān)重要。選用時應(yīng)考慮：
(1)被涂物體表面材料性質(zhì)。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(hù)作用，反而會起破壞作用。
(2)被涂物體的使用環(huán)境。防腐蝕涂料對環(huán)境針對性很強(qiáng)，要根據(jù)具體使用環(huán)境，如介質(zhì)的類型、濃度、溫度，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況等因素來選用最適宜的涂料品種。
3)施工條件。應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際狀況選擇適宜的涂料品種。如在通風(fēng)條件差的現(xiàn)場施工宜采用無溶劑或高固體份或水性防腐蝕涂料。在不具備烘烤干燥的現(xiàn)場只能選用自干型涂料。
(4)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合效果。不僅要考慮技術(shù)性能是否優(yōu)異，還要考慮經(jīng)濟(jì)的合理性。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算時要將材料費(fèi)用、表面處理費(fèi)用、施工費(fèi)用、涂層性能及使用壽命、維修費(fèi)用等綜合考慮。
2、防腐蝕涂料的施工原則
涂料施工質(zhì)量好壞對涂層的性能影響極大。在實(shí)際涂裝過程中由于施工方法不當(dāng)而達(dá)不到預(yù)期防蝕效果的例子很多。特別是許多性能優(yōu)異的防腐蝕涂料對施工方法極為敏感，只有嚴(yán)格按照其各自的施工條件進(jìn)行施工才可形成正常的涂層，達(dá)到預(yù)期的防蝕保護(hù)作用。
(1)底材必須進(jìn)行嚴(yán)格的表面處理。鋼鐵基材必須經(jīng)除銹、除油處理，磷化處理則可根據(jù)具體情況而定。
(2)要保證必要的涂層厚度。防腐蝕涂層厚度必須超過其臨界厚度，才能發(fā)揮保護(hù)作用，一般為150μm～200μm。
(3)控制涂裝現(xiàn)場的溫度、濕度等環(huán)境因素。室內(nèi)涂裝溫度應(yīng)控制在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(yīng)無風(fēng)沙、細(xì)雨，溫度不低于5℃，相對濕度不高于85%。應(yīng)避免未完全固化的涂層上結(jié)霜、降露、下雨和降落砂塵。
(4)控制涂裝間隔時間。如底漆涂裝后放置過久才涂面漆，將難以附著而影響整體防護(hù)效果。
此外，還必須加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)和施工質(zhì)量管理。要求施工人員了解涂料的性質(zhì)、用法、施工要點(diǎn)和技術(shù)要求。管理人員要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控，保證每道工序都符合技術(shù)要求，以便最終得到一個性能優(yōu)異的防腐蝕涂層。還要加強(qiáng)勞動安全防護(hù)，注意溶劑揮發(fā)，加強(qiáng)通風(fēng)，以免中毒。
