谁冷落了无机防腐材料？ 上海恩缔实业有限公司技术总监
51防腐蚀论坛工业防腐蚀资深版主 张作华
防腐蚀联盟NACA管委会华东区上海站
防腐蚀材料成千上万，其中细分之一的防腐蚀涂料产品就已经让人眼花缭乱。总体来归纳起来无外乎就是有机防腐蚀材料和无机防腐蚀材料及有机---无机杂化防腐蚀材料，而当今防腐界讨论最多、应用最广并且引领方向的是有机防腐蚀出材料。有机防腐蚀材料最具代表性的要数有机树脂防腐涂料了，据不完全统计2019年中国防腐蚀涂料产量达到535吨，销售收入1012亿元。如此规模体量的防腐蚀涂料市场，无机防腐蚀材料或者无机防腐蚀涂料几乎被忽略不计了，在热闹的防腐蚀材料市场这是一个奇怪的现象。 笔者认为除了无机防腐蚀材料应用领域受限外，还与新品的研发推广有很大的关系。如有机防腐蚀材料新品研发已经处于爆发状态，各种防腐蚀涂料层出不穷；而一些无机防腐蚀材料几十年都没有变化，特别是砖板衬里等。这种现状和资源有很大关系，有机防腐蚀材料外资产品相当不错，老外在有机涂料研发投入了大量的人力和物力及资金保障；但是无机防腐蚀产品不一定比我们国家好。因为我们国家是资源大国，许多耐腐蚀无机材料矿藏丰富，质量佼佼（花岗岩，玄武岩，稀土陶瓷等），国外没有这样的优良资源，即使研发出来新品种原料受到制约，所以外企不愿意去研发无机防腐蚀材料，大量研发有机防腐蚀材料。而我们国内一些防腐蚀材料生产企业喜欢跟风，凑热闹利益所驱使，放着大量的原材料资源不去研发，本末倒置，形成现在无机防腐蚀材料被忽略的态势，造成优势不发挥，劣势死里挤的可笑现象。这种现象已经造成国内许多防腐蚀材料企业被淘汰出局，即使一些无机防腐蚀材料生产商没有出局也艰难生存。笔者大声疾呼：开发我们丰富的矿产资源，将最优质的天然的无机防腐蚀产品进行深度研发推广，使之成为重防腐不可取代的重要材料，也让我们国家的无机防腐蚀材料走向世界。鉴于此，笔者将实际防腐蚀施工中接触到的部分无机防腐蚀材料归纳总结，重新认识，提醒防腐界朋友们不要冷落无机防腐蚀材料，在实际防腐蚀施工中特别是重防腐项目中不要取代成熟经典的无机防腐蚀材料。 无机防腐蚀材料相对于有机防腐蚀材料具有不燃、环保、安全的特点，最具代表性的有金属单体、双金属或者多金属体、硫磺、天然或者人工含硅碳板材、水玻璃、陶瓷等。 金属单体如Zn、Al浸渗，热喷，热轧，电镀和纯惰性金属（金，银等）等利用电位差原理形成阴极保护达到防腐蚀目的。双金属或者多金属体（不锈钢）、达克罗（Zn、Al 8μm-10μm薄涂层），伪合金热喷涂形成多层叠加隔离或者阴极保护达到阴极保护目的。另外诸如磷化，钝化，发蓝等形成无机盐耐腐蚀成分。 硫磺无机防腐蚀材料，一般形态为硫磺胶泥、硫磺砂浆和硫磺混凝土，具有优良的耐腐蚀性能，常温下能耐大部分无机酸和有机酸，对有机溶剂也有一定的耐腐蚀能力，加入石墨粉可以耐氢氟酸和氟硅酸，但是不耐浓硝酸、强碱、极性有机溶剂。水玻璃无机防腐蚀材料，如钾水玻璃、钠水玻璃、KP1粉料等，能够耐各种浓度的三酸（硫酸、硝酸、盐酸）铬酸、醋酸（除氢氟酸、热磷酸、氟硅酸）及有机溶剂腐蚀，耐高温（600-800℃）和冷热急变作用，不耐碱液和碱性盐浸蚀。 石墨板（砖）无机防腐蚀材料耐腐蚀性强，在各种酸碱盐和溶剂中均稳定，耐盐酸及中等浓度的硫酸和硝酸，各种浓度的碱和多种有机物的腐蚀，但是在浓度60%的硝酸，浓硫酸，铬酸，次氯酸，氟，溴，湿氯气中不稳定，可以耐热420℃。 陶瓷无机防腐蚀材料中的陶瓷具有熔点高，硬度高，耐高温，化学稳定性高，耐强氧化耐强腐蚀的优异特性，而且重量轻耐磨损。大部分陶瓷耐酸好耐碱差，所以通常称为“耐酸陶瓷”，如耐氢氟酸，氟硅酸。化工陶瓷几乎能耐所有浓度的无机酸和盐类及有机类介质腐蚀，但是耐磷酸性能不好，不耐碱特别是强碱。耐温性：耐酸陶瓷≤90℃工业陶瓷≤120℃耐酸耐温陶瓷≤120℃。 天然或者人工含硅碳板材无机防腐蚀材料。这种材料主要以SiO2为主的防腐蚀性能，SiO2是原子晶体，它的晶体结构是每个Si原子四周有四个O原子排列成四面。O在四面体的四个顶端，四面体通过O原子相互连接；所以SiO2熔点高，硬度大。SiO2处于最高价，氧化剂对它不起作用，耐氧化性特别好。SiO2是酸性氧化物，所以一般一般的酸类都不起作用，唯一使它溶解的酸是HF，反应生成四氟化硅和氟硅酸，高温磷酸也能使SiO2溶解生成磷酸根或者焦磷酸根的络合物。 天然耐酸石材主要有花岗岩、石英岩、安山岩、辉绿岩、玄武岩及文石等。人造耐酸无机材料有耐酸砖板、铸石板等。花岗岩耐酸度≥97%以上，耐碱度30%氢氧化钠99%，耐任何盐溶液及有机化合物腐蚀，在60℃时对浓硫酸浓硝酸和浓盐酸都有优异的耐腐蚀性能，但是不耐氢氟酸和高温磷酸，在防腐蚀实际应用中用来砌筑硝酸盐酸吸收塔，硫酸储槽，电解槽等。石英岩，耐酸度≥98%耐碱性也很好，是最优良的耐酸无机材料。安山石耐酸度≥98%，耐硫酸硝酸和磷酸，是耐酸水泥和混凝土的优良填料。辉绿岩是铸石板的重要基础原料，耐酸度几乎达到100%，具有高耐磨性和耐腐蚀性，耐热性不大，应用温度≤150℃。玄武岩耐磨性高，耐酸度达到97-98%。文石出产于山西五台山，耐酸度≥96%，常温耐硫酸硝酸磷酸醋酸和溴水，当温度高达90℃时不耐HCL和浓液碱。 人造耐酸材料之一的耐酸瓷板砖耐酸度98%，对苛性碱和金属碳酸盐耐蚀性强，对各种酸（除HF外）都有很高的抵抗力。铸石板以辉绿岩玄武岩等为原材料配以其他辅料，经过一系列加工成的硅酸盐耐酸制品，其耐磨性和硬度大，在各种浓度无机酸有机酸，氧化性介质，盐类，稀碱溶液中性能稳定，耐腐蚀性能极好，但是不耐用于氢氟酸热磷酸，耐酸度（98%硫酸）≥99%，耐碱度（20%氢氧化钠）≥90%。 陶瓷耐腐蚀无机材料，如氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化锆等各种金属氧化物及稀土氧化物经过高温鳌合，形成的一种刚性很强非常致密的拟陶瓷材料。陶瓷无机材料有很高的抗冲击力，抗酸碱腐蚀（通常在10%硫酸，10%氢氧化钠，3%氯化钠介质中无任何变化），耐15%盐雾达到4000h，在甲苯和甲醚浸泡环境中无变化。防水防潮，附着力好，耐高温，耐溶剂腐蚀，缺陷就是不耐HF。陶瓷无机防腐蚀材料优异的特性常应用于贮存酸、碱、盐或者有机溶剂储罐内外壁防腐蚀涂层。现在防腐蚀涂料研发机构已经发觉陶瓷无机防腐蚀材料的优异性能，开始关注并且对其进行研发，相继推出了一些很不错的耐高温耐强腐蚀耐溶剂的陶瓷防腐蚀涂料。 除了笔者施工中接触到上述典型的无机防腐蚀材料外，还有许多用于重防腐的无机防腐蚀材料未涉及到。但是笔者坚信：我们国家矿藏丰富，质优价廉（如浙江洞头花岗岩耐酸度都在98%以上而且价格很低），大量的无机防腐蚀材料是国外耐腐蚀材料生产企业望尘莫及的。笔者也迫切期盼国内有识之士不要本末倒置（重有机轻无机），将我们最具优势的无机防腐蚀材料应用到施工项目中，并且推向海外，打响中国无机耐蚀材料品牌效应。笔者推断，未来热闹的防腐蚀材料市场将是无机防腐蚀材料和有机防腐蚀材料平分秋色，甚至会出现无机防腐蚀材料在重防腐领域独领风骚的回归现象。
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