4 重防腐蚀涂料

4．1重防腐蚀涂料的基本特点及要求

    重防腐蚀涂料和涂装是相对于一般防腐蚀涂料而言的，在严酷的腐蚀环境下应用并具有长效使用寿命的涂料称为重防腐蚀涂料。在化工大气和海洋环境里重防腐涂料一般可使用10年或15年以上；在酸、碱、盐和溶剂介质里并在一定温度的腐蚀条件下，一般应能使用5年以上。

    重防腐涂料除了具有严酷腐蚀环境下应用和长效寿命特点外，还具有以下几点区别于一般防腐涂料：

    (1)与国民经济发展更密切相关

    重防腐涂料的应用涉及现代工业各领域，适用于各种腐蚀剧烈的湿热环境中使用的大型装置、建筑物、机械设备等的防腐蚀涂装。主要用于海洋工程设备(如海上设施、海岸和海湾构造物及海上石油钻井平台等)；现代交通建筑(如桥梁、船舶、集装箱、高速公路、火车和汽车等)；重要的能源工业(油管、油罐、输变电设备、核电设备及煤矿矿井等)；大型的工矿企业(化工、钢铁、石油化工厂的管道、贮槽、设备及大型矿山冶炼设备等)。从某种意义上说重防腐涂料的发展水平也标志着一个国家的科技发展水平。

    (2)与现代工业技术的综合发展更为密切相关

    现代工业技术的发展不仅为重防腐涂料的发展提供了更好的技术物质条件，也提供了更为广阔的市场。同时环境保护的限制对涂料提出了水性化、粉末化和高固体化的发展要求．这些都将使重防腐涂料在更多领域和更高水平上取代一般的防腐涂料并逐步趋向完善和成熟。重防腐涂料的发展涉及到多方面技术的发展，如金属与非金属材料腐蚀与防护机理、表面处理技术，施工、维修和现代检测技术等方面，特别是新型合成树脂的开发和厚膜化涂料、防锈颜料、填料和高效助剂的开发和应用是促使重防腐蚀涂料发展的关键。

    (3)重防腐涂装以系统工程为特征

    它需要多部门的配合、多种技术的相互交叉与融合才能完成。

    (4)厚膜化

    这是重防腐涂料的重要标志之一，常用防腐涂料的涂层干膜厚度一般为0．1～0．15mm，而重防腐涂料干膜厚度一般要在0．2～0．3mm，甚至可达2mm，厚的涂膜为涂料的长效寿命提供了可靠的保证，同时也给涂料加工与施工提出了更高的要求：

    ①要求涂料高固组分或无溶剂化：常用防腐蚀涂料每道涂刷厚度(干膜)大约为30bma左右，要达到较厚的涂膜必须增加涂刷次数，这不但使涂装费用增加，也带来大量溶剂挥发对大气的污染。因此要求一次涂装较厚，且不会有大量溶剂挥发带来的涂膜弊病(如针孔等)。故涂料以高固组分或无溶剂为主。

    ②厚膜化就要求涂料具有触变性能：即涂料静止时粘度较大，当受剪切力作用时(如搅拌、涂装时)粘度大幅度下降，表现出良好的涂刷性能；从而达到一次涂装较厚，也不流挂，同时涂料贮存时能有效地防止沉淀。厚浆型涂料中一般通过加入触变剂来达到触变功能，常用的触变剂为：氢化蓖麻油、气相二氧化硅和膨胀土等。

    ③要求涂料与基材具有更高的附着力，以及自身的抗开裂能力；这是因为涂膜加厚易产生较大的内应力。

    (5)使用高性能的合成树脂和新型的颜料、填料。

    为达到严酷环境下长效的目的，对重防腐涂料的主要成膜物质合成树脂和次要成膜物质颜料和填料有很高的要求，主要是：

    ①对金属基体的良好附着力，及其他物理机械性能，如低的收缩率、适当的硬度、韧性和耐磨性、耐温性等。

    ②对各种介质有优良的耐蚀性，介质基本包括：化工大气、水、酸、碱、盐和其他溶剂等。

    ③能有效地抵抗各种介质对涂层的渗透。

    ④能在各种条件下进行方便的施工并达到对涂层厚度和涂层结构的设计要求。

    常用的高性能树脂有：环氧、聚氨酯、丙烯酸、氯化橡胶、改性生漆、氟树脂、工程塑料、新型有机一无机聚合物等。

    高效颜、填料主要有：锌粉、三聚磷酸铝、铬酸盐类、玻璃鳞片等高效防锈颜料。

    (6)重防腐涂料必须同金属基体的严格表面处理相结合才能达到理想的效果

    表面处理不但要形成一个清洁的表面，以消除涂层下腐蚀的隐患，而且要使该表面粗糙度适当，增加涂层与基体间的附着力；高性能树脂较油性成膜物质对各金属基体的渗透性较小。更需要清洁和粗糙的表面，以增加附着力。大量事实证明涂层防护失效的原因及其影响程度如下：

    表面处理差      40％     涂层厚度不足        20％

    涂料选择不当    20％     涂层制备工艺不当    20％

    因此，表面处理的好坏是决定涂层寿命诸因素中的首要因素，重防腐涂料必须与严格的表面处理相结合才能获得满意的结果。

    对于重防腐涂装，基材表面的处理方法主要有化学处理和机械处理两种：对于6mm以下的冷轧钢板、镀锌板和铝板等宜用化学方法处理，即磷化和钝化处理，最终在基材表面形成一层多孔性的磷酸盐膜层或铬酸盐转化膜层。机械处理方法主要适用于大于6mm厚的工件，一般采用喷砂处理，不仅可以除去基材表面的氧化皮、锈蚀层和油污，而且还能使表面粗糙化，基材表面能增加，涂层的附着力提高，喷砂处理大多要求达到Sa2．5级。喷砂粗化后再经磷化处理可达到更理想的效果。

    (7)正确的施工和维修管理是实现重防腐涂料设计规范和目标的重要环节

    加强现场检测，确保施工每一环节质量，并且再长期使用过程中注意维护。

    (8)初期涂装费用大于一般防腐涂装，但维修费用少，长远效益高。

(9)新型合成树脂与高效填料的采用、新型喷涂设备的发展，促进其与衬里防腐技术相互融合，可实现用喷涂的施工方法达到防腐蚀衬里的厚度及效果，如：玻璃鳞片涂料、新型聚脲弹性体涂料等，在苛刻的腐蚀环境下也具有衬里的保护效果。