1、重防腐涂料制作：傅燕飛 方祿輝 馬亞飛 林雨第1頁，共25頁。重防腐涂料目錄概念及意義重防腐涂料及涂裝特點重防腐涂料的應用領域常用重防腐涂料介紹重防腐涂料的作用機理 我國重防腐涂料的發展第2頁，共25頁。什么是重防腐涂料？防腐涂料，一般分為常規防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規防腐涂料是在一般條件下，對金屬等起到防腐蝕的作用，保護有色金屬使用的壽命。重防腐涂料(Heavy - duty Coating)是指相對常規防腐涂料而言，能在相對苛刻腐蝕環境里使用， 包括底漆和面漆的配套涂料。重防腐有兩方面的含義，一是指腐蝕環境惡劣 ； 二是指保護壽命長。所以， 使用壽命更長，

2、適應更苛刻環境的涂料， 均可稱為重防腐涂料。第3頁，共25頁。第4頁，共25頁。重防腐涂料的意義重防腐涂料是高性能的防腐蝕涂料 與常規防腐蝕涂料相比，它能夠在苛刻的腐蝕環境中應用， 例如， 重防腐蝕涂料可用于 C5-1 ( 嚴重腐蝕的工業區) 和C5-M( 嚴重腐蝕的海洋環境 ) ， 而常規防腐蝕涂料就難以勝任。 一般重防腐涂 料在海洋環境和化工大氣下， 至少可使用 10年以上； 而在酸、 堿、 鹽及溶劑介質中， 且有一定溫度的條件 下， 通常也可使用 5 年以上， 而常規防腐蝕涂料無法 實現，在苛刻腐蝕環境下，常規防腐蝕涂料要花上 2 - 3 倍于重防腐涂料的成本費用才能應付。故重防腐 涂料

3、因苛刻環境而生， 為重大設施履行其重要使命。 第5頁，共25頁。 重防腐涂料特點多層涂料膜厚度 特點高性能重 防腐涂料 的一般干膜厚度要達到 2 0 0 m或 3 0 0 m 以上 ，厚者更可以達到 5 0 0 2 0 0 0 m。重防腐涂料一般由底漆、 中間層 、 面漆等三部 分組成對各種腐蝕性介質有 良好的耐蝕性 ，在嚴酷 的腐蝕環境中使用 ， 防腐期長達 1 0 5 0年。 第6頁，共25頁。重防腐涂料所用樹脂 重防腐涂料發展的關鍵是高性能的耐腐蝕合成樹脂的開發。 對合成樹脂的要求主要是 ： 對金屬 有 良好的附著力 ， 有良好的物理一 機械性能 ， 對各 種介質( 化工氣體 、 酸 、

4、 堿 、 鹽 和溶劑) 有優 良的耐 蝕性， 能有效地抵制各種介質對涂層的滲透 ， 能在 各種條件下進行方便的施工并達到對涂層厚度和 涂層結構的設計要求。 目前，在重防腐涂料中較常用的樹脂是酚醛樹脂、 環氧樹脂 、 聚氨酯 和含氯的聚乙烯類樹脂 ,還有用丙烯酸、有機氟樹脂及高耐蝕性的不飽和聚酯樹脂等。 第7頁，共25頁。重防腐涂料所用的填料、 顏料 ( 1 )填料 ： 填料主要選擇耐酸堿 、 耐化學介質 腐蝕的硅鹽類 ， 如滑石粉、 硅藻土、 石英粉等。 ( 2 )顏料： 顏料選擇耐化學介質優 良的鈦 白 粉 、 酞菁藍 、 氧化鐵紅、 炭黑、 氧化鉻綠 、 導 電炭黑 等 。 第8頁，共25

5、頁。 重防腐涂料的作用機理一、成膜劑的作用 在采用防腐涂料進行防腐時，防腐涂料能夠起到增強極化的作用，這種作用主要是靠防銹顏料來實現的，而增大防腐涂層內部電阻主要決定于防腐涂料中的樹脂（成膜劑）的種類。支配腐蝕環境中防腐涂層電阻大小的是水、氧、電解質及其它有害物質對防腐涂層的透過率。但是防腐涂層表面往往存在許多肉眼看不到的微小針孔，由于這些針孔的存在，外部的腐蝕性物質還是會滲入防腐涂層內部與底金屬發生反應引起金屬腐蝕。因此必須增加防腐涂層的層數，使針孔減少到最低限度，才能起到防腐作用。不同的樹脂（成膜劑）產生的針孔數量不同，防腐效果也不同。一般來說，合成樹脂、天然樹脂或纖維素、天然橡膠的衍生物

6、等作為成膜劑的涂層比油性防腐涂料的防腐涂層產生的針孔要少，有較好的防腐效果。第9頁，共25頁。二、防銹顏料的作用 用于防腐涂料的防銹顏料的種類較多，其常見有以下幾種： 與成膜劑起反應形成致密的防腐涂層； 顏料是堿性物質，溶于水則形成堿性環境； 水溶性的成分到達金屬表面使表面鈍化； 與酸性物質反應使其失去腐蝕能力； 水溶性成分或與成膜劑的反應生成物在水中溶解變為防腐成分等。防銹顏料的上述防腐作用通常是同時存在的，其防腐機理包括下列物理的、化學的、電化學的三個方面。第10頁，共25頁。物理防腐作用。適當配以與油性成膜劑起反應的顏料可以得到致密的防腐涂層使物理的防腐作用加強。例如含鉛類顏料與油料反應

7、形成鉛皂使防腐涂層致密，從而減少了水、氧有害物質的滲透。磷酸鹽類顏料水解后形成難溶的堿式酸鹽，具有堵塞防腐涂層中針孔的效果。而鐵的氧化物或具有鱗片狀的云母粉、鋁粉、玻璃薄片等顏料填料均可以使防腐涂層的滲透性降低，起到物理的防腐作用。化學防腐作用。當有害的酸性堿性物質滲入防腐涂層時，能起中和作用變其為無害物質，這也是有效的防腐方法。尤其是巧妙地采用氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鋇等兩性化合物，可以很容易地實現中和酸性或堿性的有害物質而起防腐作用，或者能與水、酸反應生成堿性物質。電化學防腐作用。從涂層的針孔滲入的水分和氧通過防腐涂層時，與分散在防腐涂層中的防銹顏料反應形成防腐離子。這種含有防腐離子的濕氣

8、到達金屬表面，使鋼鐵表面鈍化(使電位上升)，防止鐵離子的溶出，鉻酸鹽類顏料就具有這種特性。或者利用電極電位比鋼鐵低的金屬來保護鋼鐵，例如富鋅涂料就是由于鋅的電極電位比鋼鐵低，起到犧牲陽極的作用而使鋼鐵不易被腐蝕。第11頁，共25頁。重防腐涂料的應用領域 ( 1 )新興的海洋工程：如海上設施、 海岸及海 灣構造物、 海上石油鉆井平臺等，這正是我國今后 “ 十二五” 規劃所迫切需求的。 ( 2)現代交通運輸：如高速公路護欄、 橋梁、 船 舶、 集裝箱、 火車及鐵道設施 、 大飛機、 汽車、 機場設 施等， 這也是我國“ 十二五” 規劃所迫切需求的。 ( 3)能源工程：如水利設備、 水缸、 氣缸、

9、石油 精制設備、 石油貯存設備( 如油管、 油缸等 ) 、 煤礦、 輸變電設備等， 特別是新能源， 如水電、 風電、 太陽能 和核電等， 這也是我國 “ 十二五” 規劃所迫切需求的。 第12頁，共25頁。4)大型工業企業：如造紙設備、 醫藥設備、 食 品化工設備、 金屬容器內外壁、 化工、 鋼鐵、 石化廠的 管道、 貯槽、 礦山冶煉、 水泥廠設備、 有腐蝕介質的地 區、 墻壁和水泥構件等。 ( 5)市政設施 ：如煤氣管道及其設施、 天然氣管 道、 飲水設施、 垃圾處理設備等。第13頁，共25頁。第14頁，共25頁。常用重防腐涂料介紹環氧重防腐涂料環氧重防腐涂料以環氧樹脂為漆基，用特種橡膠和煤焦

10、瀝青、石油樹脂等加以改性，加入顏料、填料、助劑及固化劑，制成雙組份重防腐涂料(I型、II型) 。環氧重防腐涂料屬于物理防腐型，有諸多品種如：環氧煤瀝青、環氧鐵紅、環氧云鐵、環氧鋁粉、環氧玻璃鱗片涂料等。該類涂料能形成致密的抗滲透性漆膜， 有效阻止水氣和氧氣等腐蝕介質與鋼鐵表面接觸， 防止腐蝕發生， 具有良好的耐酸、 堿、 鹽腐蝕，耐大氣腐蝕和耐磨損、涂層附著力強、收縮率低、機械性能高、無針孔、電絕緣性能好，一次成膜厚度可達150400 m。第15頁，共25頁。該類涂料適用海洋石油鉆井平臺駐船舶、油氣田輸油、氣、水管道、城市自來水、煤氣管道、 礦山和礦井下設施、 機車車輛等鋼結構和鋼筋混凝土結構

11、的防腐。該類涂料在國內外均被應用于各類管道防腐，尤其在我國， 環氧煤瀝青涂料是埋地管道防腐的主力品種，取得了良好效果。PL 型環氧煤瀝青管道重防腐涂料由特種樹脂、煤焦瀝青、防銹顏料、助劑、溶劑、固化劑等組成，分A、B 組份包裝。該涂料具有優異的防銹性和耐化學腐蝕性。良好的物理機械性能，附著力強，漆膜堅韌，耐磨、耐水、耐海水、耐鹽霧性能佳。在埋地管道外壁的防腐施工中經纏繞玻璃布， 固化后形成類似玻璃鋼結構的涂襯層， 具有優異的電絕緣性。適用于海上構件、各種輸水、輸液、輸氣管道、地下管道、貯罐、污水處理設備及化工設備、混凝土構件、廠房等。第16頁，共25頁。鱗片玻璃重防腐涂料鱗片玻璃是指厚度為34

12、m 的鱗片狀薄玻璃制品。主要用合成樹脂的混合材料和防腐蝕涂料等領域作為重要添加劑材料， 配合使用的底層樹脂有環氧類和聚酯類等樹脂。一般在厚度為1mm的涂料層中約有120150 片層疊的玻璃鱗片，它可以防止腐蝕性離子和雨水的浸透。使用這種鱗片玻璃涂料時， 要在鋼材等金屬物體表面預先涂布上一層打底材料， 然后再涂上一層2001000m厚的鱗片玻璃涂料。第17頁，共25頁。氟碳涂料 氟碳涂料是以有機氟聚合物或有機氟改性聚 合物為主要成膜物質的涂料， 碳氟鍵離解鍵能高達 4 60 M/mo l ( CH鍵能為 413 KJ/mol ,CC鍵能為347 KJ/mol) ， 而且碳氟鍵又很短 , 所以氟樹

13、 脂有 良好的力學性能和優異的耐化學 品性 、 耐候 性、 耐久性、耐腐蝕性。1 9 6 1年， 以偏 氟 乙烯 ( P V D F ) 為代表的氟樹脂涂料問世以來， 氟樹脂 品種發展十分迅速。這種高性能的氟樹脂涂料具 有 2 0年的戶外耐久性， 在國內外引起了極大的重 視， 已在耐酸雨涂料、 耐溫防腐涂料、 防污涂料等 方面得到應用。 但是 P V D F不溶于普通有機溶劑， 不能在常 溫下固化， 為了保證施工性能， 常需要涂裝底漆， 施工性能較差 第18頁，共25頁。 富鋅涂料 目前在鋼結構重防腐領域， 全世界都已普遍進 入以富鋅涂料為底漆的重防腐涂裝時代。這些富鋅 底漆在加速腐蝕測試中表

14、現出了對底材的杰出保護 性能， 因此直到目前， 在重防腐領域其它傳統防銹顏 料體系的性能仍然無法達到富鋅底漆的水平。 現在富鋅涂料中多采用鱗片狀鋅粉替代球狀鋅粉。富鋅涂料的防腐機理是在腐蝕的前期,通過鋅粉的溶解犧牲，對鋼鐵起到陰極保護作用； 在 后期，隨著鋅粉的腐蝕,在鋅粉顆粒中間沉積了許 多腐蝕產物,，這些較密而微堿性腐蝕產物不導電，填塞了顏料層，阻擋屏蔽腐蝕因子的透過，即后階 段是由屏蔽作用而起防腐蝕效果 。 第19頁，共25頁。富鋅涂料種類有機富鋅有機常用環氧樹脂、 氯化橡膠、 乙烯基樹脂和聚氨 酯樹脂為成膜基料 ， 最為常用的是環氧富鋅涂料 ， 其中聚酰胺 固化環氧富鋅底漆是有機富鋅底

15、漆中 應用最大的品種之一。鋅是作為犧牲極 的顏填料 與樹脂 、 填料 、 溶劑聚合成涂料 ， 對金屬基材面進 行保護， 但缺乏給予金屬基材面實施重防腐的功 能特性。因此基于富鋅涂料的研究主要集中在無 機領域 。 溶劑型無機富鋅溶劑型無機 富鋅涂 料是以正硅酸 乙酯為成膜物 質， 正硅酸乙酯吸收空氣中的水分發生水解反應 生成大分子量的低聚物， 當溶劑揮發后形成膜， 低 聚物繼續吸收水分交聯生成高聚物。水性無機富鋅水性無機富鋅涂料是以硅酸鹽為基料， 利用空 氣中二氧化碳和水汽與硅酸鹽進行反應產生碳酸 鹽的同時， 鋅粉與硅酸鹽反應生成硅酸鋅高聚物。 但是由于水性富鋅涂料是以水為溶劑， 水的 汽化熱較

16、高， 會導致水型比有機型實干慢一些， 受 周圍環境的溫度、 濕度等因素影響， 溫度太低或太 高均會導致涂膜龜裂。第20頁，共25頁。我國重防腐涂料的發展在國外日益重視重防腐涂料的研究開發的同時，我國也加快了重防腐涂料的研究與生產， 認識到了在化工、石油等行業中，由于苛刻腐蝕介質和介質的高溫、高流速、 沖擊等因素， 使得重防腐涂料的開發應用成為一種趨勢， 一方面重防腐涂裝有優秀的防腐能力， 另一方面它的使用壽命大大延長， 尤其對現代化連續的大生產， 更能顯示出卓越的經濟效益。我國生產的重防腐涂料固體分含量高( 75 %) ，重防腐的復合膜厚達150 400m，能承受苛刻的環境條件， 有效使用壽命5 8年， 某些品種達15 年以上， 是防腐蝕介質能力更強、 功效更好、 時效更長的重防腐涂料體系，單品種重防腐涂料的綜合性能有一定的缺陷， 使用有局限性， 而重防腐涂料體系是多種涂料的有機結合，它使涂層的綜合性能得到充分發揮。第21頁，共25頁。我國的防腐蝕涂料研究開發發展很快，在傳統的常用的防腐蝕涂料的基礎上開發出了許多性能優異的新型防腐蝕涂料，并應用于實際工程中，實踐證明， 這些新型防腐蝕涂料性能優異， 有些品種的性能指標已趕上或超過國外的同種涂料， 如