1．5 涂层的防腐蚀原理及提高保护性能的措施
金属腐蚀是由于环境介质作用在金属表面产生电化学反应或化学反应。涂层对金属的保护作用是通过抑制上述反应而达到，具体来看，是基于下面三方面的作用。
(1)屏蔽作用
许多涂层对酸、碱、盐等腐蚀介质显示化学惰性，且介电常数高，阻止了腐蚀电路的形成，因此金属表面涂覆漆膜后，把金属表面与环境隔开，起到了屏蔽腐蚀介质的作用。但必须指出，涂料用高聚物具有一定的透气性，并与其结构密切相关。涂层的抗渗性是涂层起屏蔽作用的关键。为提高抗渗性，可从以下几点考虑：
①成膜物质可选用聚集态结构紧密、透气性小的高聚物，如大分子链上极性基团多、支链少、交联密度大、结晶度高的高聚物，抗渗性能好。
②加入一定量的惰性无机粉末填料(如滑石粉、高岭土、云母等)常可提高涂层的抗渗性，但加入量过大，高聚物不足以把填料颗粒间的空隙完全填满时，反而使涂层的抗渗性减弱；当加入的固体填料为鳞片状时(如铝粉、玻璃鳞片等)，即使涂层很薄，抗渗性仍好。
③涂层的微孔是在涂料干燥过膜过程中形成的，与干燥固化因素有关：对于有小分子产物生成的缩聚反应成膜，由于小分子产物从膜中逸出，极易形成针孔；含有大量溶剂的涂料，当溶剂挥发后就会产生许多针孔；如果涂膜在干燥成膜后期还能保持充分的流平性，上述针孔就会封闭。为此，要调节溶剂组成，使成膜物的溶解度在溶剂挥发过程中不致急骤降低。
④增加涂层厚度及涂覆次数。在涂层厚度相同的情况下，涂覆次数越多，出现微孔的几率就越小，防腐蚀性能就越好。实际上难以做到一次涂成所要求的厚度，但涂覆次数多，施工经费增加，因此要综合考虑不同环境中涂层的有效厚度及最低界限厚度的涂覆次数。
(2)钝化缓蚀作用
借助涂料中的防锈颜料与金属表面反应，使其钝化或生成保护性的物质以提高涂层的保护作用；另外，许多油料在金属皂的催化作用下生成的降解产物也能起到有机缓蚀剂的作用。
(3)电化学保护作用
涂料中使用电位比铁低的金属粉为填料(如锌)，且其量足以使金属粉之间和金属粉与基体金属之间达到电接触程度，会起到牺牲阳极的阴极保护作用，使基体金属免受腐蚀。如常用的富锌底涂，并且锌的大气腐蚀产物碱式碳酸锌(4ZnO·C02·4H20)比较稳定，又起到封闭、堵塞漆膜孔隙的作用。
1．6 防腐蚀涂料应具备的基本条件
作为一种优异的防腐蚀涂料必须具备下列特性：
①耐腐蚀性能要好。所谓涂料的耐腐蚀性是指其固化涂层对它所接触的腐蚀介质(如水、酸、碱、盐、各种化学药品、废液、空气、水分、化工气体等)在物理性质和化学性质方面都是稳定的，即不被腐蚀介质溶胀、溶解，也不被腐蚀介质所破坏、分解，不和腐蚀介质发生有害的化学反应。
②透气性和渗水性要小。钢铁的大气腐蚀需要有水分和氧的作用，否则其腐蚀速度可以忽略不计。涂漆钢板的腐蚀，从本质上讲，是由于水和氧以相当大的速度穿透涂膜到达金属界面上造成的。显而易见，一种优异的耐腐蚀涂膜的透气性和渗水性应尽可能地小。为此必须选择透气性小的成膜物质和屏蔽作用大的涂料，并增加涂装道数，使涂层达到一定的厚度。
③要求良好的附着力和一定的机械强度。涂膜能否牢固地附着在金属基体上，是其能否发挥防腐蚀作用的关键因素之一；除此之外，固化涂膜还应具有一定的物理机械强度，以承受在工作条件下的应力。
实际中往往会出现这样的情况，某～涂料品种耐腐蚀性能很好，但对基材附着力和机械性能不佳而无法应用。为了解决耐腐蚀性能和机械性能之间的矛盾，常常采用几种涂料配合使用。例如：以附着力好又有一定防锈能力的涂料作底漆；而以耐腐蚀性好，又与底漆有很好层问附着力的涂料作面漆。若底漆和面漆的层间附着力不佳，可采用能把底、面漆牢固连接起来的所谓中间层涂料作“过渡”层。这样便可以得到机械性能和耐腐蚀性能都很好的防腐蚀涂装系统。
防腐蚀涂料除了应满足上述三方面的主要要求之外，还应具有良好的电绝缘性、抗温变性、耐湿性，同时经济上也应合算，而且施工方便。
1．7防腐蚀涂层系统
在实际应用中，一种涂层往往不能很好地起到保护金属的作用，或不能同时满足防腐、耐候、美观等使用要求。因此，大多在金属表面涂覆几种涂层，组成一个整体系统共同发挥功效。这一涂层体系包括底漆、中间层、面漆，每层按需要分别涂刷一至数次。也有的仅是 单层结构就同时满足不同的使用要求，如粉末涂料。
(1)底漆
底漆直接与金属接触，是整个保护涂层系统的重要基础，主要具有以下特征： ①与金属表面要有良好的附着力，因此成膜物分子结构中往往含有极性基团(如羟基、羧基等)。
②底涂粘度应该较低，以便对基材表面有良好的润湿性；且溶剂挥发不可太快，以便 有充分时间对焊缝、锈痕等部位渗入。
③能阻止锈蚀的生成和发展，因此往往含有防锈颜料、抗渗填料。
④因为金属腐蚀时在阴极呈碱性，所以底涂的基料应具有耐碱性。
⑤一般底涂填料含量较多，除防锈、抗渗功能外，还起到减少涂膜内应力(固化收缩力、热应力)的作用，以及使漆膜表面粗糙，增加与中间层或面漆的结合力。
⑥填料体积浓度不可大于临界填料体积浓度(PVC≤CPVC)。
⑦一般底涂厚度不易过高，因太厚会引起收缩应力，使附着力下降。
(2)中间层
中间层要与底、面漆结合良好，起承上启下作用，这主要是靠两层界面间的物质相互扩散、高分子链相互缠结以及极性基团间的吸引力。在整个涂层体系中底漆或面漆有时不宜太厚，所以中间层的另一作用是能较多地增加涂层厚度以提高屏蔽作用；汽车漆的中间层作用是提供平整表面，保持美观，其较好的弹性，能缓冲小石冲击车辆而涂层不裂。
(3)面漆
面漆与环境相接触，因此要具有耐环境化学腐蚀性、装饰美观性、号志性，抗紫外线、耐候性等。往往面漆的成膜物含量较高，含有紫外线吸收剂，或铝粉、云母氧化铁等阻隔阳光的颜料，以延长涂膜的寿命。
1．8 防腐蚀涂料的分类及命名
防腐蚀涂料种类很多，从不同角度出发，有不同的分类：
1） 防锈涂料：防止金属受自然因素锈蚀的底涂从对材料保护作用出发： (主要包括：预涂底漆、富锌涂料、带锈涂料、一般防锈涂料)
2）防腐涂料：防止材料受化学介质的腐蚀
从对材料保护效果出发：
1）一般防腐蚀涂料：在一般的腐蚀环境下应用，护寿命有限，涂膜较薄(一般厚度0．1～0.15mm)。
2）重防腐蚀涂料：在苛刻腐蚀环境下应用，并具有长效使用寿命的涂料(一般要求：化工大气、海洋：t≥10～15a，酸、碱、溶剂介质：t≥5a)。
从腐蚀环境出发：海洋防腐蚀涂料、大气防腐蚀涂料、地下防腐蚀涂料等。
从应用功能性出发：耐热防腐蚀涂料、耐磨防腐蚀涂料、抗静电防腐蚀涂料等。
从保护对象出发：管道防腐蚀涂料、船舶防腐蚀涂料、化工设备防腐蚀涂料、建筑防腐蚀涂料等。
从涂料形态出发：无溶剂、水性、粉末、溶剂型防腐蚀涂料等。
从成膜物类别出发：有机防腐蚀涂料(热塑性、热固性)，无机防腐蚀涂料。
上述各种分类只是强调某一方面，无法全面反映防腐蚀涂料的特征，为统一起见，一般采用以主要成膜物为基础，按照国家标准(GB／T 2705-92)，并结合其用途来进行分类。以主要成膜物质为基础将涂料品种分为17大类，见表5—3。
