[原创] 《内防腐耐温耐腐蚀涂料》连载（20211109更新）

  《耐温耐蚀涂料》已于2021年7月22日连载完毕，连续阅读过的同仁一定会非常好奇以下几个问题：（1）为什么是这个思路来编排阐述这部分内容？（2）我们公司某个涂料产品也很棒啊，为什么没写进去？（3）涂料可以和衬里放在一起的思路去考虑吗？之前我做涂料的，接触过油罐方面的内防腐涂装相关标准，但化学品种类成千上万，很棘手，欧阳你的这些思路是否合理？是否考虑全面？
   相信很多做技术的同仁都会有以上疑问！

   看过连载的人都知道，这次的连载专业知识涉及面远不止仅仅“涂料”范畴，可以说是“跨专业领域方向”的观点的归纳总结。应该在其他任何现行的书籍、论文等中很难找到这样合并在一起思考的系统观点（先不论对于错）。的确，没有一个人是全才，什么都懂的人其实可能到头来什么都不懂（没有一样懂得深，真要上纲上线讨论就什么也不懂了）。欧阳也不例外，我精力再旺盛，知识面再宽，也不可能跨专业细分领域什么都懂！我也只是一介搬砖的技术工程师而已，职业生涯也不过20年，每天24h不睡觉专业领域的知识也学不完。所以说我起初根本没有想法去在这个领域跨专业细分方向去进行总结归纳一些观点，更不要这样系统的撰写出来。

   事情的起源在2020年的11月份，中科院苏州纳米所的危春阳研究员，一次和我聊天时，谈起《涂料工艺》（第四版，化工出版社，2009.12）正在进行修编，也就是马上要印刷第五版的《涂料工艺》这部著作。涂料圈朋友对于这本书不陌生，写得非常全面专业了。危博士说涂料原料、工艺、配方、应用等在这10年以来，都发生了一些变化，计划更新印刷第五版。其中第三篇的《重防腐涂料》章节又会涉及到很多专业细分内容，这10年来的确有了一些新产品和应用。尤其是“耐温耐腐蚀涂料”方面，之前的第四版的内容希望进行更新补充。由于这个领域属于典型的跨专业细分方向，仅仅是第四版里面写的“原油储罐涂装内防腐”、“少部分的化学品船舱内涂装防腐”这些内容，与实际工业应用相比明显写得太少了。希望联系在这些领域有实战经验，对工业漆、内衬防腐等都有了解的专业工程师参与撰写这个篇章。可能是由于欧阳我本人经常在每日原创更新一些“树脂重防腐”的技术帖文，危博士注意到欧阳了，于是询问我参与编著“耐温耐蚀涂料（侧重内防腐化学品储罐容器设备）”这个章节的兴趣。欧阳我答曰兴趣肯定是有，即使没有任何报酬稿费我也愿意去做这件事情，但众所周知这个细分方向的确非常难以去总结，要是有非常成熟系统的观点，估计早就有书籍或者文献了，正因为化学品千变万化，再加上浓度、温度、载荷等变量，确实非常难以总结系统的观点。危博士格局非常大：“欧阳，正因为难写，所以只要总结写出来，不管观点是片面还是全面，都不要紧，只有大家越来越关注这个细分棘手的领域，才会慢慢进步！任何事情，只要开始做了，就不会晚！开始起步做就是一个进步！”
  
   在危博士的鼓励之下，欧阳在2021年元旦开始尝试进行总结在这方面的资料。2021年春节，由于疫情的影响，欧阳没有携妻带子带老家，也没去度假，一个春节在家陪家人的同时，也有了相对集中的时间思考这个细分方向的观点。“闭关”爬了一个多月的格子，终于写出来了初稿。在危博士的建议下，当然最终提供给《涂料工艺》（第五版）主编老师的只是我撰写的初稿的其中部分文字内容。

   春节之后，由于我在防腐蚀联盟管理委员（140人左右的一个大群）公布了疫情春节期间我干啥了。开始有同仁鼓励欧阳无论观点对错，分享出来，越有争议越有价值！
  
   然而2021年的3月、4月以及5月上旬，国内化工行业的原料彻底乱套了，欧阳我本人忙自己公司的事情都忙不过来，所以也就停了每日分享了，也没有去系统连载这部分内容。在5月份中旬开始，欧阳本人自己的公司（欧扬化工）的工作开始慢慢理顺了，我开始践行分享出来这个章节的内容的承诺。

        这两个月以来，随着分享的深入，身边的朋友越来越多和我私信聊这部分内容，比如大家熟悉的王宝国、白益国、汪国庆、邹振利、严荣、拾振洪等等太多了，随便挑一个同仁出来，都是涂料和工业漆领域高手中的高手，能得到他们的认可和关注，欧阳非常荣幸。
  
  当然联盟里面这个领域的高手太多了，欧阳我是赶鸭子上架，去年春节期间疫情没回老家，闭关写了这一章节。主要还是之前可能没有资料，站在欧阳这个视角去归纳总结，并提出选材建议表格，所以涂料圈的高手大拿才会以一个独特的眼光看待欧阳总结的这些文字观点。我也在知道按照我本人的理解去琢磨去写，争议性一定比较大，因为这部分确实千变万化很难系统全面总结。但不管怎么说，万事开头难，我先开个头，兴许再过十年，这个领域会有更加成熟系统的全面的观点。不能怕错就不写，我一向的观点就是，有价值正确的事情值得做的事情，即使肯定会错，我也先干了再说，完事后面再慢慢去勘误批评和否定自己之前写的文字和观点。这里面没啥个人利益直接相关，纯属专业领域的个人兴趣和爱好，才会花精力总结这些东西，这精力去用在挣钱上，好好叫挣回来了多少money，这个大家都懂得！

        分享期间，很多人向我索取电子版本章初稿全文，的确欧阳也发过一些朋友！但我本人一直有一个奇怪的癖好：喜欢看纸质版的专业资料。加上我认为电子版很容易成为快餐化、碎片化知识的牺牲品。就像2020年3月份联盟AA在众筹印刷的《第25章 商品级鳞片胶泥（/涂料）防腐》，也是AA制众筹印刷了300本，一周之内全部抢光了。事后很多人还想加印！我的确也想过将最近两个月的连载AA众筹印刷，分享给联盟感兴趣的朋友。只有引起更多人的关注、讨论、争议，才会这个领域越来越真正接近于“真理”（真理不辩不明）。
2021年7月22日是连载的大结局，完事之后马上有20多人希望拿到印刷版，我也没特别在意。遇到22日一早联盟本人在转发最近几天的河南郑州的水灾捐款一事，有人建议发起捐款，欧阳我本人多少知道一些：任何没有第三方监管的集资（不论什么理由的社会公开募捐）都是违法的。所以我转发的是中华慈善总会的捐款链接二维码，由腾讯公司技术链接支持的。只有像这样的第三方官方机构才适合去牵头做这个，我们参与捐款献爱心，摇旗呐喊什么的都可以。河南乃防腐蚀大省，防腐蚀联盟很多我们河南的朋友分布在全国各地，让我们一起为河南，加油 河南，挺住！我突然想到一个特别的创意念头：将这部分连载AA众筹印刷出来，完事每本书在印刷成本上加20元钱，提前说明好发公告，这个20元钱是捐给河南地区联盟成员需要这本书的（免费送河南成员的，送完为止），河南之外的朋友需要参与AA众筹的人，需要每本书额外捐助20元。这样做就不涉及到违法。
          从上午10点发出来到下午15点半，已经群里和私信接收到预订参与众筹并且接受额外加20元每本的联盟成员已经有100+了，已经到了我觉得可以AA众筹印刷的下限人数了。当然人数越多，均摊下来的每本书的印刷成本越低。
为此，欧阳特地长篇大论介绍AA众筹的由来，期待更多人报名，摊低印刷成本！最终的费用欧阳会全网公开，印刷费欧阳会的垫付，印刷好了之后，全网公告每本的费用，免费送河南朋友的份数。最终快递到付给每个参与AA众筹的朋友！有需要发份数多的（超过5份的），请一定要但第私信联系欧阳！


        腐蚀的严重性毋庸置疑，防腐蚀的重要性和经济价值更是不用多说。但是目前国内重防腐业界，存在一个症结：懂有机材料防腐的人对阴极保护、金属防腐知之甚少；懂金属防腐的人对有机材料防腐又介入不深；懂涂料涂装的人不懂内衬等树脂重防腐；懂树脂重防腐的人对涂料涂装防腐理解又不深。并且目前在国内中石化、中石油以及各大设计院所中从事设计的工程师又多是建筑、构造等专业出身，也的确没有精力对材料本身作更深入的了解，这就给实际设计过程中带来一系列的不便。
         多年以来，防腐蚀产品有了很多，施工技术方面也有了长足的进步，关于防腐方面的书籍也很多，但是这些书籍往往仅仅针对的是某一种防腐产品、某一类防腐产品、某一类腐蚀介质，而且更多的是侧重于涂料涂装，缺乏对防腐材料，尤其是重防腐材料方面的整体介绍。在有机重防腐材料领域，也仅能看到一些针对防腐涂料的系统介绍，并不能很全面地从材料本身，尤其是有机材料本身出发，来系统分析和介绍各种重防腐材料。
        国内目前大家在涂料涂装防腐方面，可以找到许多专业的书籍，并且各方面的资料也很多，尽管防腐涂料材料本身也在更新换代，但由于介入其中的从业人员较多，市场量也是重防腐材料和施工市场中最大的部分，因此防腐涂料比较容易得到研发工程师们的重视、研究，更易得到工程人员和业主的认可。而以树脂，尤其是热固性树脂为基材的厚涂层、胶泥、砂浆、聚合物混凝土、玻璃钢内衬、整体玻璃钢、砖板衬里等为代表的树脂重防腐方法，并未得到大家的重视，国内深入研究的人甚少，更没有设计、选材、技术指标、应用效果等方面的系统全面的技术参考书籍，笔者汇编此类资料，就在于总结笔者从事重防腐材料，尤其是热固性树脂为基体树脂的重防腐材料、防腐蚀工程技术及验收方面多年来的经验，并参考金属材料、石墨材料、砖板材料、阴极保护材料、涂料、防腐工程设计及预算单位、协会和设计院所资料信息、论坛网络及众多客户的成果和经验，最终希望能汇编成“树脂重防腐”相关章节内容。在树脂重防腐之外章节还引入很多种防腐蚀材料和应用，邀请了许多同仁参与合著。
          越来越多的行业同仁发现一个有趣又奇怪的现象：（1）2005年之前，尤其是2000年之前，甚至1995年前的旧书，防腐蚀领域书籍写得系统性、逻辑性远超近十几年的一些防腐蚀方面的专业书籍；（2）近十几年的我们这个领域的专业书籍越来越细分，在细分知识点上越来越深入，但系统性、概括性的著作越来越少了（到底为什么？）；（3）很多非常重要的基础数据、基础参数，甚至这些参数数据的计算原理，在近十几年的，甚至二十年的著作中已经极少看到，的确都不是很难很高精尖的东西，但这些只有找到三四十年前的化工部组织编写的老古董防腐方面的书籍中才能找到。究其原因不难发现：（1）网络、手机的普及，导致我们这个交叉应用性极强的防腐蚀学科领域一些基础性的知识，再也无人愿意去学习掌握了；（2）知识的碎片化时代到来，得来碎片化知识太容易，没几个人愿意去阅读超过500字或者一页的系统性知识了，遇到问题都去“度娘”，度完之后也就马上忘了，并不去真正学习解决问题方法，而是这到底是社会进步时代进步，还是大家都在寻求挣“快钱”的刺激中，时代到底是进步了还是像笔者一样少部分人彻底跟不上这“进步的时代”了，带着疑问和不解，从我做起！！！笔者始终认为“创新不仅限于研究开发出来一个全新的高精尖的防腐蚀材料或研发一个万能的防腐涂料出来，对现在知识和实战经验的“归纳、总结”也是一种另类的创新，因为只有归纳总结，才能融会贯通，知识和经验才能得到升华！”
       有鉴于此，为践行防腐蚀联盟价值观“公益、分享、包容、利他、传承”，诚邀您加入防腐蚀联盟计划联合出版书籍的作者队伍，让我们这代人合作去为防腐蚀行业留下点我们这个领域的防腐材料知识大全、全面实战经验总结、防腐蚀材料大数据等足以对这个行业的后来人、年轻人有足够价值和正能量影响的汇编资料，让防腐蚀行业的下一代年轻人可以站在我们这代人的肩膀上去践行“科技报国、实业报国”的职业生涯。套用一句经典的调侃名言“让我们老了也有足够吹牛逼的资本”！
         诚邀合著是公益、非营利、自愿行为，请有意者联系欧阳，我们一起合作执笔部分章节，他日完稿之时防腐蚀联盟将众筹资金印刷出版，赠送所有防腐蚀联盟实名制成员。

16.1 概述
16.2 防腐蚀涂料分类
16.3 防腐蚀涂料的干燥成膜及控制因素
16.3.1 物理干燥成膜
16.3.2 化学交联成膜
16.4 涂装防腐设计与防腐层耐久性关系
16.5 常见的防腐涂料的配套
16.5.1 除锈等级和底漆附着力
16.5.2 涂层质量及配套
  16.5.2.1 底漆
  16.5.2.2 临时底漆、封闭漆、乙烯磷化底漆、环氧钝化底漆、面漆
  16.5.2.3 涂料的选择、配套、设计厚度和寿命
16.6 涂装工艺与检测
（该节内容至少50-60页，内容庞大，欧阳本人并不是行家，计划诚邀联盟管理层刘新、邓本金、贺建平、胡辉、阮江雷等人合著）
16.7 常见涂料和涂膜弊病及防治
16.8 各类防腐蚀涂料
16.8.1 丙烯酸树脂涂料
16.8.2 环氧树脂类涂料
16.8.3 环氧自流平涂料
16.8.4 氯化烯烃树脂涂料
  16.8.4.1 氯化橡胶涂料
  16.8.4.2 氯磺化聚乙烯涂料
  16.8.4.3 氯化聚烯烃树脂涂料
   16.8.4.3.1 聚氯乙烯涂料
   16.8.4.3.2 高氯化聚乙烯涂料
   16.8.4.3.3 高氯化聚氯乙烯涂料
   16.8.4.3.4 聚氯乙烯萤丹涂料
  16.8.4.4 过氯乙烯涂料
  16.8.4.5 氯醚涂料
  16.8.4.6 氯乙烯－醋酸乙烯共聚涂料
16.8.5 聚氨酯涂料
  16.8.5.1 聚氨酯涂料概述
  16.8.5.2 聚氨酯涂料原料简介
  16.8.5.3 聚氨酯涂料
  16.8.5.4 聚氨酯丙烯酸酯涂料
  16.8.5.5 聚氨酯聚取代乙烯互穿网络涂料
  16.8.5.6 其他特殊的聚氨酯改性重防腐涂料
   16.8.5.6.1 聚氨酯改性沥青重防腐涂料
   16.8.5.6.1 聚氨酯改性硅酸盐重防腐涂料
   16.8.5.6.1 聚氨酯改性氟硅树脂重防腐涂料
16.8.6 聚苯乙烯涂料
16.8.7 醇酸树脂涂料
16.8.8 鳞片防腐涂料
  16.8.8.1 玻璃鳞片防腐涂料
   16.8.8.1.1玻璃鳞片技术和玻璃鳞片涂料的防腐机理
   16.8.8.1.2 无溶剂玻璃鳞片重防腐涂料配方设计与性能特点
   16.8.8.1.3 无溶剂玻璃鳞片防腐涂料的性能
   16.8.8.1.4 乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料的改性
   16.8.8.1.5 乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料的施工
  16.8.8.2 云母鳞片防腐涂料
  16.8.8.3 云母氧化铁鳞片防腐涂料
  16.8.8.4 玄武岩鳞片防腐涂料
  16.8.8.5 不锈钢鳞片涂料
  16.8.8.6 锌铝合金鳞片防腐涂料
  16.8.8.7 石墨鳞片涂料
16.8.9 富锌涂料
  16.8.9.1 富锌涂料的防腐蚀机理
  16.8.9.2 富锌涂料的分类
   16.8.9.2.1有机富锌涂料
   16.8.9.2.2 无机富锌涂料
   16.8.9.2.3 醇溶性无机富锌底漆
   16.8.9.2.4 无机磷酸盐富锌底漆
  16.8.9.3 水性无机富锌涂料
   16.8.9.3.1水性无机富锌涂料的优点
   16.8.9.3.2水性无机富锌涂料存在的问题
   16.8.9.3.3有机富锌涂料与水性无机富锌涂料的比较
  16.8.9.4 环氧富锌底漆、水性无机富锌涂料、醇溶性无机锌底漆的对比
  16.8.9.5 富锌涂料的研发热点
  16.8.9.6 富锌底涂料的一些特殊用途
   16.8.9.6.1富锌底涂料可避免导静电涂料对钢材表面的电偶腐蚀
   16.8.9.6.2 水性无机富锌底漆用于油类和苯类罐底内侧动火检修的场合
   16.8.9.6.3 无机富锌底漆用于有机溶剂储罐内侧的防护与导静电
   16.8.9.6.4 无机富锌底漆用于410℃以下耐高温有机硅涂料的底涂料
   16.8.9.6.5 无机富锌底涂料用于氧气球罐内侧的防护
   16.8.9.6.6 水性富锌底涂料用于钢结构涂料防护的底涂料
  16.8.9.7 富锌涂料的应用领域
   16.8.9.7.1无机富锌涂料在船舶涂装中应用
   16.8.9.7.2 无机富锌涂料在各类储罐上的应用
   16.8.9.7.3 无机富锌涂料作为钢结构涂料防护底涂料的应用
   16.8.9.7.4 有机富锌涂料在耐高温底涂料的应用
   16.8.9.7.5 环氧富锌涂料在船闸闸门防腐补救中的应用
   16.8.9.7.6 环氧富锌涂料的钢材表面的应用
16.8.10 氟碳涂料
  16.8.10.1 氟碳涂料概述
  16.8.10.2 氟涂料分类
   16.8.10.2.1按成膜机理分类
   16.8.10.2.2按类型和品种分类
  16.8.10.3 氟涂料的应用
  16.8.10.4 氟树脂供应商
16.8.11 沥青涂料
  16.8.11.1沥青涂料分类
  16.8.11.2 沥青涂料在防腐领域的应用
16.8.12 有机硅涂料
  16.8.12.1 有机硅涂料概述
  16.8.12.2 有机硅单体
  16.8.12.3 有机硅树脂及其改性
  16.8.12.4 有机硅树脂涂料
   16.8.12.4.1 有机硅树脂涂料优点概述
   16.8.12.4.2 纯有机硅树脂涂料
   16.8.12.4.3 无机-有机复合有机硅涂料
   16.8.12.4.4 有机硅改性涂料
16.8.12.1 有机硅树脂耐高温防腐涂料
16.8.13 聚硅氧烷涂料
  16.8.13.1 聚硅氧烷涂料概述
  16.8.13.2 耐蚀耐候型环氧聚硅氧烷涂料
  16.8.13.3 丙烯酸聚硅氧烷涂料
  16.8.13.4 聚硅氧烷涂料的发展
  16.8.13.5 聚硅氧烷涂料的应用
16.8.14 APC环硅杂化聚合物涂料
  16.8.14.1 APC杂化涂料概述
  16.8.14.2 APC杂化涂料特点
  16.8.14.3 APC杂化涂料耐腐蚀数据
  16.8.14.4 APC杂化涂料的应用场合
  16.8.14.5 APC杂化涂料的应用方法
16.8.15 粉末涂料
  16.8.15.1 粉末涂料概述
  16.8.15.2 热塑性粉末涂料
   16.8.15.2.1 聚乙烯粉末涂料
   16.8.15.2.2 聚氯乙烯粉末涂料
   16.8.15.2.3 聚丙烯粉末涂料
   16.8.15.2.4 聚酰胺（尼龙）粉末涂料
   16.8.15.2.5 聚苯硫醚粉末涂料
   16.8.15.2.6 热塑性聚酯粉末涂料
   16.8.15.2.7 热塑性氟塑料粉末涂料
   16.8.15.2.8 乙烯－醋酸乙烯共聚物粉末涂料
   16.8.15.2.9 氯化聚醚粉末涂料
  16.8.15.3热固性树脂粉末涂料
   16.8.15.3.1 环氧树脂粉末涂料
   16.8.15.3.2 环氧－聚酯树脂粉末涂料
   16.8.15.3.3 热固性聚酯树脂粉末涂料
   16.8.15.3.4 热固性聚氨酯树脂粉末涂料
   16.8.15.3.5 热固性丙烯酸树脂粉末涂料
  16.8.15.4 粉末涂料的涂敷方法
  16.8.15.5 粉末涂料涂层的固化、后处理和评价方法
  16.8.15.6 粉末涂料的应用领域
  16.8.15.7 粉末涂料工业目前存在的问题
16.8.16 无溶剂型涂料
  16.8.16.1 无溶剂型涂料分类
   16.8.16.1.1 无溶剂丙烯酸聚氨酯涂料
   16.8.16.1.2 聚脲涂料
   16.8.16.1.3 无溶剂环氧树脂及其改性涂料
    16.8.16.1.3.1无溶剂环氧地坪涂料
    16.8.16.1.3.2无溶剂丙烯酸酯改性环氧树脂涂料
    16.8.16.1.3.3多官能度环氧树脂涂料
  16.8.16.2 无溶剂涂料的特点
  16.8.16.3 无溶剂涂料与溶剂型涂料的对比
  16.8.16.4 无溶剂涂料的应用场合
16.8.17 乙烯磷化底涂料
16.8.18 锈面（带锈）底涂料
  16.8.18.1 锈面（带锈）底涂料概述
  16.8.18.2 渗透型带锈底漆
  16.8.18.3 稳定型带锈底漆
  16.8.18.4 反应型带锈底漆
  16.8.18.5 带锈底漆选用原则
  16.8.18.6 带锈底漆设计和施工注意事项
16.8.19不饱和聚酯和乙烯基酯树脂涂料
  16.8.19.1 不饱和聚酯和乙烯基酯树脂涂料组成
  16.8.19.2 不饱和聚酯和乙烯基酯树脂涂料成膜机理
  16.8.19.3 不饱和聚酯和乙烯基酯树脂涂料主要应用
16.8.20水性工业防腐涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.20.1 水性环氧涂料
  16.8.20.2 水性丙烯酸涂料
16.8.21 有机/无机杂化涂料
16.8.22 金属/有机复合涂层（寻找合作执笔作者）
16.8.23 石墨烯涂料（寻找合作执笔作者）
16.8.24 碳纳米管涂料（寻找合作执笔作者）
16.8.26 UV光固化/可见光光固化防腐涂料（寻找合作执笔作者）
16.8.27 其他几种特殊功能涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.1 ECTFE涂料、ETFE涂料
  16.8.27.2 PVDC涂料、PFA涂料
  16.8.27.3 防污闪漆（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.4 抗凝露涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.5 荧光涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.6 无机硅酸盐涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.7 氰凝防水涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.8 低表面处理涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.9 防涂鸦抗粘贴涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.10 防火防腐一体化解决方案涂料（诚邀国际油漆葛俊伟执笔）
  16.8.27.11 混凝土防腐硅烷浸渍剂（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.12 聚苯胺等导静电涂料（寻找合作执笔作者）
  16.8.27.13 常温固化型酚醛环氧涂料
  16.8.27.14 加热后固化型酚醛环氧涂料
  16.8.27.15 陶瓷涂料
  16.8.27.15 特种杂化涂料
16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）  
16.8.28.4 漆膜/衬里耐热性的评定
16.8.28.5 酚醛环氧耐温耐蚀涂料
16.8.28.6 有机氟耐蚀涂料
16.8.28.7 杂化类耐温耐蚀涂料
16.8.28.8 有机硅耐温耐蚀涂料
16.8.28.9 耐化学品涂料应用和选择
参考文

16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
  16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料
   1.硅酸乙酯类耐高温防护涂料
   2.硅酸盐类耐高温防护涂料
   3.硅溶胶类耐高温防护涂料
   4.磷酸盐类耐高温防护涂料
   5.其他无机耐高温涂料（①耐高温的瓷膜涂料②无机纳米耐高温陶瓷涂料③无机富锌耐高温涂料④地聚物类耐高温涂料⑤以氧化物为基料的耐高温涂料）
  16.8.28.2.2 有机耐高温防腐涂料
   1.有机氟耐高温涂料
   2.有机硅耐高温涂料
   3.杂环聚合物类耐高温涂层
   4.含钛聚合物类耐高温涂层
   5.其它新型有机耐高温防腐涂料（①聚苯硫醚涂料②新型无机-有机聚合物涂料③酚醛环氧树脂玻璃鳞片涂料、酚醛乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料）
  16.8.28.2.3 有机-无机杂化耐高温防腐涂料
  16.8.28.2.4 颜填料的影响和选择
   1.颜、填料在涂料中的防腐机理
   2.耐高温防腐用颜、填料及其选择原则
16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）
  16.8.28.3.1 定义、概述、历史、“迷宫效应”机理
  16.8.28.3.2 玻璃鳞片胶泥（/漆）的分类
   1.市售商品级鳞片胶泥按耐温分类（①中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥②高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥③特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥）
   2.市售商品级鳞片胶泥按施工分类（①刮抹型玻璃鳞片胶泥②可喷涂厚浆型    玻璃鳞片涂料③可喷射杂化型聚合物涂料）
   3.市售商品级防腐胶泥按功能分类
   4.市售商品级防腐胶泥按树脂类型分类（①硬化型胶泥&非硬化型胶泥②有机胶泥&无机胶泥）
  16.8.28.3.3 乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）的原料、制造技术、性能
  16.8.28.3.4 乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）的“镘抹滚压”施工技巧
  16.8.28.3.5 乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）的防腐方案设计
  16.8.28.3.6 乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）防腐蚀工程技术指标与质量控制
  16.8.28.3.7 乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）的应用
  16.8.28.3.8 乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）的争议性问题探讨及展望
   1.乙烯基酯树脂涂料（薄涂）的“泰囧”
   2.有关玻璃鳞片胶泥是双组份还是三组份的“争议”
   3.乙烯基酯鳞片胶泥（涂料）在夏季极限高温和冬季极限低温下施工固化棘手问题及解决对策
   4.鳞片胶泥(/涂料)的改性、技术与应用进展、未来展望
16.8.28.4 漆膜/衬里耐热性的评定
16.8.28.5 酚醛环氧耐温耐蚀涂料
16.8.28.6 有机氟耐蚀涂料
16.8.28.7 杂化类耐温耐蚀涂料
16.8.28.8 有机硅耐温耐蚀涂料
16.8.28.9 耐化学品涂料应用和选择
  16.8.28.9.1 化学品储罐的防护应用
   16.8.28.9.1.1化学品储罐分类
   16.8.28.9.1.2化学品储罐内防腐分类
   16.8.28.9.1.3碳钢化学品储罐的防腐
    16.8.28.9.1.3.1碳钢化学品储罐的外壁腐蚀与防护
    16.8.28.9.1.3.2碳钢化学品储罐的边缘板、罐底板腐蚀与防护
16.8.28.9.1.3.3碳钢化学品储罐的内部腐蚀与防腐
16.8.28.9.1.3.3.1 油罐内部腐蚀与防腐
  (1)油罐内壁防腐蚀环境及设计要求
  (2)油罐内壁防腐蚀涂装配套
16.8.28.9.1.3.3.2 化学品储罐内部腐蚀与防腐
      1.无机硅酸锌涂料（无机富锌涂料）
      2.纯双酚A型环氧涂料
      3.酚醛环氧涂料
      4.少溶剂或无溶剂重防腐涂料
      5.玻璃鳞片胶泥（/涂料）
      6.纤维增强热固性塑料衬里及复合衬里
      7.部分需要后加温才能发挥极限耐蚀性的重防腐涂料
      8.部分静电喷涂型粉末涂料
      9.金属热喷再涂装封孔的复合涂层
  16.8.28.9.2 耐浸泡状态化学品介质腐蚀的涂料或衬里的选择建议
   16.8.28.9.2.1化学品介质的腐蚀特性
    ①介质成分（酸、碱、盐、溶剂类型）
    ②介质的含量、浓度、pH值
    ③含水量、杂质，氧、氧化剂和还原剂
    ④介质的相态、流速
    ⑤介质的温度、温变、温变频率、湿度
    ⑥设备载荷、应力、应变、震动、变化频率、开停车状态等其它因素
   16.8.28.9.2.2 影响涂料或衬里的耐蚀效果的因素
    ①耐蚀涂料或衬里材料的化学成分、性质
    ②耐蚀涂料或衬里材料的分子构造
    ③耐蚀涂料或衬里材料的密实性
    ④耐蚀涂料或衬里材料与基材的粘结性能
    ⑤耐蚀涂料或衬里材料的抗渗透性能
    ⑥耐蚀涂料或衬里材料的整体线性膨胀系数的影响
   16.8.28.9.2.3 按化学品介质物理化学特性分类（表16.8.28.9.2.5-1化学品介质26大类）
   16.8.28.9.2.4 防腐设计与选材
    ①防腐措施出发点和常用的防腐蚀方法
    ②耐腐蚀数据来源
    ③如何正确进行防腐选材
    ④防腐设计
    ⑤全生命周期的全面腐蚀控制考虑因素出发点
   16.8.28.9.2.5 化学品浸泡状态的储罐、容器、设备及管道的耐蚀涂料或衬里材料选择建议
      表16.8.28.9.2.5-1各种化学品介质大类（26大类）
      表16.8.28.9.2.5-2常见腐蚀介质分类、环境温度下部分衬里材料的选用
     表16.8.28.9.2.5-3化学品浸泡状态的储罐、设备及管道内表面防腐涂层或衬里选择推荐

16.8.28耐温耐蚀涂料


16.8.28.1耐温耐蚀涂料的概述


   所谓高温腐蚀就是在高温条件下，固态金属或合金与所接触的各类环境介质在界面之间发生化学反应或电化学反应，并在金属或合金表面形成反应产物膜，对金属或合金的正常组织及性能产生破坏。为便于研究，一般按环境介质将高温腐蚀分为三大类。
   第一类是高温气体腐蚀，系指在高温气体环境中，金属材料或合金与环境气体在材料/气体界面发生化学反应的直接结果。干腐蚀、化学腐蚀、高温氧化、高温硫化、高温混合气体的腐蚀属于这一类。其特点是腐蚀产物的性质和结构控制腐蚀过程。
   第二类是液态介质对固态金属材料的高温腐蚀，称为高温液体腐蚀。通常是指燃气腐蚀、热腐蚀，在这类腐蚀中，既有化学腐蚀也有电化学腐蚀；既有界面反应又有电化学溶解。
   第三类是固态物质腐蚀，指固态金属材料在含有腐蚀性的固态颗粒冲刷下，产生物质迁移或吸附在金属材料表面，并与金属发生化学反应而造成腐蚀。这类腐蚀既有固态灰分与盐颗粒对金属的腐蚀，也有固态颗粒对金属表面的机械磨损，常被称为磨蚀或冲蚀。
   但在高温使用环境下，材料的腐蚀行为非常复杂，可能遭受到气相、液相、固相单一的或综合的腐蚀作用，属于多种腐蚀形式共存的混合型腐蚀。
   本章定义的耐温耐腐蚀涂料一般是指在气相耐温200℃以上，漆膜不变色、不脱落，仍能保持适当的物理力学性能的涂料或者液相长期浸泡耐温80℃以上，不脱落，仍能保持适当的物理抗渗透防护性能的涂料衬里。耐高温涂料一般由耐高温聚合物、颜填料、溶剂和助剂组成，耐高温涂料亦称耐热涂料。根据使用环境的不同，防护目的的差别，目前国内外各涂料厂商开发出的耐温防腐涂料种类繁多，性能各异。
   高温腐蚀是指在高温环境条件下，材料表面与各类环境介质在界面之间发生化学反应或电化学反应，在材料表面形成反应物质，并对材料的结构及性能产生破坏。随着航空、航天、能源、化工、冶金、电力、机械、轻工等行业的发展，对材料的使用性能也越来越高，一些设备、管道由于腐蚀介质的存在而发生腐蚀，尤其是一些设备的高温部件，如燃烧器、加热器、各种车辆的排气管、消声器、发动机、热交换器、石油裂解设备、高温蒸汽管道等，在高温和腐蚀介质的作用下会发生迅速腐蚀。因此，对于材料，特别是一些金属材料，如何在高温腐蚀环境达到保障性能的目的是一个艰巨的任务。而在各种高温防腐蚀技术中，使用涂料进行防护，由于其简易性及可操作性得到了各方的青睐，从而得到最广泛的应用。
   同其它抗高温氧化腐蚀手段相比，耐高温涂料以其大面积施工工艺性能良好、成本低、效果显著等优点受到人们的青睐，耐高温涂料广泛用于设备的高温部分，如烟囱、高温蒸汽管道、热交换器、排烟管道、高温炉、石油裂解炉、轻重兵器的发射管、高速飞行器（如飞机、导弹）以及宇航设备等的耐热保护。耐高温涂料不仅要求有良好的耐热性能，通常根据使用场合的不同，要求具有防锈、防蚀、防污染、防粘附、防止热氧化等性能，如锅炉、炊事用具上可防止钢材的高温氧化；用于石油裂解炉和各种热交换器可起到防锈、防腐蚀作用；用于电机产品，可起到耐热绝缘作用；用于航空航天飞行器表面，可起到耐热、耐磨、耐腐蚀、抗氧化作用；用于火炮及自动武器的发射身管，可防止身管的热氧化，延长武器的使用寿命。耐高温涂料已广泛用于石油、化工、冶金、交通、宇航、机电、兵器等军事工业和民用工业的各个领域。随着航空、宇航事业的发展，耐高温涂料的重要作用已引起世界各国的关注。
   在某些场合下，耐高温涂料的保护甚至是其它方式不可替代的。如热连轧机、烧结炉、石油精制炉、铝精炼炉、发动机和排气系统、摩托车消声器、炼钢高炉部分部件都在500℃～700℃下工作，如果都采用可以耐高温的铬钢、锰钢，则造价太高，而且长期使用效果并不十分理想。耐高温涂料则以它便捷的施工维护和较好的防护能力赢得青睐，尤其是相对其它方式来说低廉的价格更进一步扩大了耐高温涂料的应用范围。耐高温涂料的耐热机理相当复杂，可能发生物理变化、化学变化或者两者相伴发生的过程。其中化学变化在耐高温过程中起了非常重要的作用，耐高温聚合物通过热分解及解聚产生分子碎片和低分子产物，分子碎片通过化学反应形成稳定致密的涂层而抵御进一步的高温侵蚀，低分子产物则吸收热量气化进入边界层，并可能伴随其他化学反应。化学反应类型及吸热程度主要取决于基体树脂的分子结构和填料或增强体系的种类。物理变化包括熔融、蒸发、升华、反射、传导和辐射等，物理变化对于耐高温涂料。
   有一些耐高温涂料具有其特殊的耐热机理，如最常用的有机硅树脂加入铝粉和陶瓷粉末可耐500℃以上高温。这是因为：有机硅聚合物长期受热（300℃～500℃）后，有机物质发生氧化和挥发，其中硅氧骨架遗留下来将颜料粘附于底材上形成了耐热性很好的无机涂层，当温度继续上升时，铝粉向作为底材的钢铁中扩散形成合金层，除了耐热温度提高外，耐腐蚀性也提高了。总之，耐高温涂料的耐热机理是利用其中所含耐热聚合物和颜填料在高温条件下的良好稳定性，使所形成的耐热涂层在高温环境中仍能保持适当的机械强度和防护性能，从而发挥其保护作用。
   本章按照气相外防护耐高温涂料以及液相浸泡内防腐耐高温涂料分别进行阐述和分类。但是从总体来讲，一般可分为有机高温防腐涂料、无机高温防腐涂料和有机-无机复合高温防腐涂料。
   耐高温涂料的性能主要取决于涂料中选用的耐热聚合物（基料）和颜填料，其中耐热聚合物对涂层性能有举足轻重的作用。耐热聚合物必须具备的基本条件是：
   （1）必须具有高度的热物理稳定性（即高的玻璃化转变温度和高的熔融温度）；
   （2）必须具有高度的热化学稳定性（即高的热分解温度）；
   （3）必须耐氧化和臭氧化。
   以上性能与聚合物的结构有密切关系，聚合物的耐热性主要取决于其分子的基本结构即化学结构，而聚合物分子本身的有序或无序的排列，分子间相互作用及其与填料和增塑剂等相互作用而形成的聚集结构，对其耐热性也具有重要影响。
   涂层防腐技术通过涂膜对腐蚀介质的屏蔽，防止其与金属表面接触（屏蔽机制）；或对金属表面上发生的腐蚀反应进行干扰破坏（化学保护机制），达到对金属发生的腐蚀进行控制。金属最外层的特性影响着金属和涂层膜间的结合。与涂膜接触的金属氧化物并非是纯净的，在氧化物界面或表面存在有未知的杂物，而这些杂物严重地影响着整个体系的性质。所以，为使涂层对基体有好的保护性，根据高温部件的工作环境及使用要求，耐高温防腐蚀涂层一般应具备以下几个特点：
   （1）涂层在高温下具有比较好的耐腐蚀性；
   （2）涂层表面能迅速形成具有低生长速率、良好粘附性及自愈合能力的保护性氧化膜，如Al₂O₃、Cr₂O₃和SiO₂等；
   （3）涂层应具备一定的塑性和强度，以抵抗瞬时的冲击载荷；
   （4）涂层与基材具有良好的结合力及相容性，高温使用时，涂层/基材间的互扩散率低及涂层/基材间热膨胀系数的匹配。
   目前发展的耐高温涂料种类较多，通常按所用耐热聚合物（基料）类型分为有机型和无机型耐热涂料两大类，具体分类见表16.8.28.1-1。

表16.8.28.1-1 常用耐高温聚合物分类

类   型		品   种
有机型	元素有机树脂	有机硅树脂，有机氟树脂，有机钛树脂
	芳环及芳杂环聚合物树脂	聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚酰脲、聚砜、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、聚芳砜、聚醚砜
无机型		碱土金属硅酸盐、烷基硅酸盐、硅熔胶、磷酸盐、珐琅类

   尽管耐高温涂料的种类繁多，但是以有机硅耐高温涂料和无机涂料最为常用。其中，纯有机硅无色涂料可耐200℃～250℃，有机硅为基料加入金属粉、耐热填料、玻璃料配制的涂料可耐300℃～700℃。有机硅耐高温涂料具有好的耐热性、耐水性、电绝缘性和良好的机械性能，但硬度低，耐燃性较差，价格较高；无机型耐高温涂料耐热温度可达400℃～1000℃，甚至更高，其耐燃性好，硬度高，但涂膜较脆，在末完全固化之前耐水性不好，对底材的处理要求也严格。不同结构和类型的基料的耐热性及其它性能是不同的，应根据具体要求进行选择使用，这几类涂料的特点比较如表16.8.28.1-2。

表16.8.28.1-2 常用的几种耐热涂料特性

性能 种类	有机硅 耐热涂料	硅酸乙酯 耐热涂料	硅酸盐 耐热涂料	二氧化硅溶胶耐热涂料	磷酸盐 耐热涂料
干燥条件	常温或烘干	常温	烘干	常温或烘干	烘干
耐热性/℃	200～700	400～600	400～1000	400～1000	400～800
耐燃性	有限	不燃	不燃	不燃	不燃
柔韧性	好	不好	不好	不好	不好
硬度	差	好	好	好	好
耐水性	好	好	完全固化前不好	好	完全固化前不好
耐溶剂性	差	好	好	好	不好
耐磨性	差	好	好	好	好
耐碱性	中等	好	好	好	好
耐酸性	中等	好	差	好	差
VOC污染	有污染	无毒少污染	无毒少污染	无毒少污染	无毒少污染

   有机树脂成膜的涂料在使用上可以常温固化或低温加热固化，不需要特殊的施工和固化设备，使用方便，且在成本上有优势。
   目前市面上成熟的用于气相外防护耐高温涂料主要有：环氧酚醛涂料、有机硅耐热涂料、有机硅铝粉耐热涂料等。目前市面上成熟的用于液相浸泡内防腐耐高温涂料主要有：无溶剂聚氨酯涂料、环氧类涂料（含溶剂型环氧涂料、无溶剂环氧涂料、常温固化型酚醛环氧涂料、加热后固化型酚醛环氧涂料）、酚醛树脂涂料（烘烤型）、粉末涂料（含环氧粉末涂料，四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物PFA涂料、三氟氯乙烯-乙烯共聚物ECTFE涂料和四氟乙烯-乙烯共聚物ETFE涂料）、鳞片涂料、陶瓷涂料、杂化类涂料等。

欧阳

2021年10月17日

9：30于上海松江漕河泾office

16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
  16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料
   1.硅酸乙酯类耐高温防护涂料
   2.硅酸盐类耐高温防护涂料
   3.硅溶胶类耐高温防护涂料
   4.磷酸盐类耐高温防护涂料
   5.其他无机耐高温涂料
     ①耐高温的瓷膜涂料
     ②无机纳米耐高温陶瓷涂料
     ③无机富锌耐高温涂料
     ④地聚物类耐高温涂料
     ⑤以氧化物为基料的耐高温涂料


16.8.28.2耐温耐蚀涂料的分类

   特种涂料种类很多，笔者认为按涂料的使用特性（光学、声学、电学、化学、生物、物理）可分为六大类，上百个品种。据有关方面统计，特种涂料已占涂料总量的15%左右，分别应用在航空航天、武器装备、电子、核电、交通、机械化工等军事和民用的诸多领域。
耐高温涂料作为一种重要的特种涂料，其发展经久不衰，国内从上世纪50年代的技术引进到近现代的自主发展，品种和性能不断提高。目前，我国已能生产耐热200℃～900℃，瞬间耐热1300℃及更高的涂料产品，为提高装备的使用寿命和附加值提供了可靠的支持。

16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料

        随着工业技术水平的不断提高，社会对金属材料的使用性能要求越来越高。如在火箭、导弹、航天飞机、原子能设备、喷气飞机、兵器工业等领域使用的金属材料，均要求使用耐高温、轻质、无污染、满足特殊用途的材料进行保护。由于上述领域的特殊性，通常是在800℃以上温度及强腐蚀介质条件下使用，普通的有机耐高温材料难以满足要求。而无机涂层在高温下可发生陶瓷化（玻璃化）转变，耐高温防腐蚀性能优异，近年来无机高温防护涂料得到了迅速发展，这对高温涂层的研究提出了更高的要求。其研究的方向主要包括：根据不同高温基体材料的要求，改善和提高涂层与基体之间的结合力，提高涂层在高温下的抗氧化性；利用新型材料的特殊性能，研制具有特殊功效的耐高温涂层。
   目前无机耐高温防腐蚀涂料主要分为以聚硅酸乙酯为基料、以水溶性硅酸盐为基料、以二氧化硅溶胶为基料及水溶性磷酸盐为基料的四种体系。由于这类无机材料的耐热性可达400℃～1000℃甚至更高，并且具有阻燃性好、硬度高等特点，在用作耐温防腐蚀涂料时与防锈颜料、锌粉等配合使用，具有优异的耐温耐腐蚀性。其中以硅酸乙酯为基料的耐高温防腐蚀涂料得到最广泛的应用。硅酸乙酯再经过水解、聚合，最后成为不含有机物的二氧化硅交联聚合物，由于其结构和二氧化硅相似，具有良好的耐热、防腐、耐化学药品性。以硅酸乙酯为黏结剂的无机富锌涂料目前大量被用作车间底漆作为临时保护的防腐蚀涂料用。但是，无机耐温防腐蚀涂料在使用中也存在着一些自身无法克服的劣势，例如：漆膜较脆，延展性差，厚涂时漆膜易开裂，未完全固化前耐水性不好，对底材表面处理要求严格等。
常用的几类耐高温涂料的特性比较见表16.8.28.2.1。

性能	硅酸乙酯耐热涂料	硅酸盐耐热涂料	硅溶胶耐热涂料	磷酸盐耐热涂料
干燥条件	常温自干	150℃～	常温自干	150℃～200℃
附着力能	差	一般	差	较好
耐热性	200℃～600℃	200℃～1000℃	200℃～1000℃	200℃～800℃
漆膜颜色（受热）	一般	较好	一般	好
耐酸性	好	好	好	差
耐碱性	好	差	好	好
成膜性	一般	较好	一般	较好
溶剂	乙醇	水	水	水

   （1）硅酸乙酯类耐高温防护涂料
    硅酸乙酯涂料是无机耐热涂料中发展最为迅速、产量最大的品种之一，具有可常温固化、干燥迅速、施工方便、毒性小等特点。以正硅酸乙酯水解液作为主要原料的涂料具有耐高温、防腐性能优异、硬度高、附着力好、不粘等优点，在耐高温以及透明、高硬度耐磨涂料等领域得到了广泛的应用，并形成了不粘锅涂料、无机富锌涂料、耐火涂料、高硬度电泳涂料等产品。在配方中添加耐高温颜填料和玻璃料，可以生产耐200℃～600℃甚至更高温度的涂料，其中以耐400℃高温的富锌底漆产量最大。据研究，该涂料对钢铁的阴极保护能力优于环氧富锌底漆，可广泛用于重防腐和耐高温涂料的配套底漆。
    尽管硅酸乙酯高温防护涂料具有以上诸多优点，但也存在着无机涂料的通病，如涂膜脆、易龟裂，与金属基体的附着力较差等，而且在贮存过程中容易胶凝，限制了涂料的应用。导致上述缺点的原因是正硅酸乙酯在水解过程中形成的纳米SiO₂-nH₂O溶胶粒子具有较高的表面能，属于热力学不稳定体系，因此易发生团聚，导致涂料胶凝。基于SiO₂-nH₂O溶胶粒子表面含有大量活性硅羟基（Si—OH），易与有机树脂或单体发生水解缩合反应的特点，选择具有特殊官能团的有机硅单体对SiO₂表面进行化学改性，可提高水解液的贮存稳定性，改善涂层的柔韧性和耐热性。改性途径包括：通过在硅酸乙酯水解物中加入10%～30%的醇溶性聚乙烯缩丁醛或乙基纤维素，显著提高涂料的成膜性和柔韧性；用硅酸乙酯水解物与多元酸进行酯交换生成聚醚硅酸酯，显著提高涂膜对底材的附着力；以硅酸乙酯水解物和烷氧基硅单体等共水解缩合，提高涂膜柔韧性和保持较高的耐热性；以醇溶性酚醛树脂进行改性，可用于耐高温、耐烧蚀涂料。
    （2）硅酸盐类耐高温防护涂料
    硅酸盐耐高温涂料是指以水溶性硅酸盐为基料的耐热涂料，也被称为水玻璃耐热涂料，是以硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂为基料的一类涂料。硅酸盐溶液中的晶核群随着水分的挥发，逐渐长大，最终形成网状结构，因此具有良好的成膜性和热稳定性。硅酸盐涂料不仅耐高温优异、还具有防紫外线、耐碱抗酸、不燃、不起泡、不剥落、自洁等优良性能，是一种生态环保型耐高温材料，可广泛应用于耐高温防护涂料领域。国内已有耐200℃～700℃的涂料品种，也有耐1000℃高温涂料的报道，美、英、俄等国家在硅酸盐材料领域的研究较为深入，已先后开发出了耐温在1500℃以上的涂料品种^[1]。尽管硅酸盐涂料具有很好的耐高温性，但柔韧性、附着力、耐水性不是很好，并且需要150℃以上烘烤才能完全固化，限制了应用范围。随着研究的深入，目前提高涂料综合性能的途径包括：在体系中引入粉末有机硅树脂、聚酯树脂及氟硅化合物、缩合磷酸盐固化剂等综合技术，大幅提高水性硅酸盐耐高温涂料的综合性能；引入耐热性 优异的稀土化合物，与硅酸盐生成复杂络合物，进一步提高涂料的耐高温性能；通过在水性硅酸盐溶液中引入硅溶胶，提高基料的模数，提高SiO₂-nH₂O的缩合度，改善涂料的耐水性和耐热性。
    另外，可通过在水溶性硅酸盐中引入聚氨酯等有机树脂、水溶性甲基硅酸钠、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯等乳液或加入水溶性尿素树脂、蛋白质类酪素、树脂状粉末（有机硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯、三聚氰胺树脂、松香等）来对其进行改性也有少量的应用，但这样改性体系的耐温性能会出现不同程度的下降。
    （3）硅溶胶类耐高温防护涂料
    硅溶胶耐高温涂料是指以胶体SiO₂-nH2O的水分散液为成膜物质，混以特种颜填料及功能助剂分散而成的一种无机功能涂料，其成膜物质硅溶胶是一种粒径为1nm～100nm的多聚硅酸的高度分散物。在成膜时，随着水分的蒸发，硅酸聚合体进一步缩合成—Si—O—Si—链的无机涂层，表面能高、比表面积大，涂层耐高温、耐腐蚀、硬度高等特点。它通过脱水缩合使硅溶胶粒子间的硅羟基结合，形成硅氧网状结构，因此涂层可自行固化，无需外加固化剂，但脱水缩聚过程中内聚力大，易造成涂层开裂和脱落。
在硅溶胶中加入硅酸盐、玻璃料、陶瓷等功能填料，可得到耐200℃～800℃甚至1000℃的耐高温涂层。如西安经建（现已并入陕西宝塔山油漆）开发的耐300℃～400℃白色硅溶胶耐高温涂料，常州涂料院开发的耐800℃～1000℃水性标号漆，涂层均具有良好的耐介质和高温不黄变等性能。这类产品的发展方向是在保持和提高涂料耐高温性的同时，提高涂层的成膜性、附着力等性能。例如：加入硅烷类偶联剂提高涂层的附着力；加入聚合物乳液提高成膜性；加入Al₂O₃溶胶提高涂层的耐高温性和附着力；加入酚醛树脂、空心陶瓷等材料制备耐高温、隔热抗烧蚀涂层等。由于硅溶胶涂料施工时底材无需特殊处理就能获得很好的附着力，因此符合低能耗、高效的发展趋势。
    （4）磷酸盐类耐高温防护涂料
    它使用水溶性磷酸盐作为主要成膜物质，以铬酸为调节剂，添加不同种类的反应性、功能性颜填料以及不同熔点的金属粉末，制备无机耐高温防腐蚀涂料，该涂料在一定温度下可自身反应生成致密的保护层，同时也可以在短时间内与金属材料反应形成金属络合层，而且有较好的附着力，金属原子（M）与磷元素（P）之比（M/P）是决定磷酸盐涂层性能的重要指标。无机磷酸盐涂层具有良好的耐热性、耐候性、耐溶剂性、抗高温氧化性等优点，可在400℃～1000℃的高温下保持长期稳定，短期耐热温度也可高达1500℃，因此，常用于高温金属表面的防护。但无机磷酸盐涂敷后需要高温固化成型，通常固化温度高于550℃，因而限制了其应用范围。
无机磷酸盐涂层在火箭、导弹、航天飞机、原子能设备、喷气飞机、兵器工业等领域的金属高温腐蚀保护上显示出特有的优势。如B.Foreman等^[2]研究出由粘结剂、陶瓷骨料及金属颗粒组成的耐高温涂层。这种带状结构的多组分复合涂层采用磷酸铝作为粘结剂，经高温处理可起到密封作用，涂层具有良好的耐腐蚀性、耐磨性及抗热冲击性，能在1900℃以上的高温环境使用。我国已研制出的磷酸盐无机铝涂料，其基料为磷酸铝镁溶液，同时加入了反应性颜料。
    尽管磷酸盐涂料有上述诸多优点，但也存在一些缺点，如涂料的固化温度高（实际干燥温度>550℃），使用受限；酸性强，尽管用铬酸盐作为缓蚀剂来延缓涂料对金属的腐蚀，但仍难以满足环境保护的要求。为了拓宽涂料的使用范围，同时满足环保的要求，其改性途径包括：采用浓缩磷酸来提高树脂聚合度，改善磷酸盐涂层的整体性能；用无铬缓蚀剂，有效缓解磷酸盐基料对金属材质的侵蚀；以900℃高温处理过的CuO作为固化剂，降低涂料的固化温度，提高涂层的粘接强度；添加多种无机功能颜填料，平衡涂层的应力，提高涂层的韧性和强度，改善涂层的抗热震性能；加入金属粉末，提高涂层与基材的热匹配性，以满足涂料宽温度范围使用时的耐高温及防腐性能要求；应用无铬系缓蚀技术，解决涂料的污染问题，提升产品品质，拓宽应用范围。
    （5）其他无机耐高温涂料
             ①耐高温的瓷膜涂料
    瓷膜涂料是一种崭新的涂料种类，它使用纳米无机氧化物作为基础的成膜物质，而不使用绝大多数有机涂料使用的树脂，它经过低温烘烤、脱水反应后，形成硅-铝键为主的致密网状结构，具有耐温>600℃、耐腐、耐水、耐候、疏水疏油，同时具有相当高的硬度，耐磨性也非常好，尤其是高温下硬度不变化，高温耐磨性特别好，在施工上可以扩散形成合金层。高温下漆膜可采用喷涂、静电喷涂等方式涂装，烘烤温度在100℃～250℃，涂膜在大部分基材上附着力很好，甚至玻璃、石材等，涂料为水性，施工环保，可以预见，在不久的未来，瓷膜涂料必将成为涂料领域重要的分支。
             ②无机纳米耐高温陶瓷涂料
    陶瓷涂料是以纳米无机化合物（纳米级硅、铝氧化物或氮化物）为主要成分，以及颜填料、钛酸钾晶须、甲基三甲氧基硅烷、水（分散介质）等材料制备而成，涂装后经低温加热固化，形成以Si—Al键为主的致密网状结构，得到的涂层致密、硬度高，耐燃、耐高温性能优异，在高温下不易分解产生有害物质，这种分子结构与搪瓷结构相似。陶瓷涂料的原料蕴藏丰富，便于开采，生产工艺也比较简易，能耗相对较低，有望在许多应用领域逐渐取代有机涂料，发挥重要的作用。
            ③无机富锌耐高温涂料
   广义的富锌底漆不单指锌粉含量高的底漆，目前它的定义已经扩展到使用氧化锌、钼酸锌或其他锌盐制成的底漆。对于传统的富锌底漆，锌含量可高达70%～90%，但随着腐蚀环境、涂状系统的组合等的不同，有着不同的最佳锌粉含量，同时锌粉在pH值为6～12时最为稳定。片状锌在涂膜中平行交叠排列，锌片不仅起到牺牲阳极的作用，还有屏蔽的作用，原理上防腐效果会优于普通球形锌粉，实际应用还不广泛，可能没有突出的性价比。。
    但无机富锌底漆是这种涂膜常需要涂两层，涂膜的柔韧性差，一层涂膜过厚非常容易出现龟裂。不耐酸碱，焊接时有锌蒸汽逸出，而且高温抗龟裂性差。国内新近研制出新型的水溶性硅酸锂富锌底漆涂料克服了上述缺点，以硅酸锂溶液为主成膜物质，并添加其他辅助成膜物质研制成功了具有耐温、耐候、导静电、长效防腐且经济实用的新型水溶性硅酸钾富锌涂料。
    水溶性无机富锌涂料的缺点是干燥慢，固化受温度和湿度影响大，并且其固化过程始终对水敏感。可是，醇溶性无机富锌涂料却可避免上述情况。以正硅酸乙酯（TEOS）为基料的富锌涂料是目前最为广泛应用的涂料之一。它具有良好的耐热性（一般长期可耐400℃高温），采用高温填料及玻璃料可以耐更高的温度。但是，以正硅酸乙酯（TEOS）为基料的涂料成膜性较差、漆膜较脆、使用期较短，为克服以上缺陷往往加入有机树脂或改性剂进行改性。例如在TEOS水解产物中加入醇溶的聚乙烯醇缩丁醛或乙基纤维素，能改善漆膜的成膜性、柔韧性、干燥性，增加涂料的粘度并防止颜料沉降，延长涂料的使用期，漆膜性能优良。
             ④地聚物类耐高温涂料
    地聚物无机涂料是以一种高性能凝胶材料地质聚合物（也称矿物聚合材料）为成膜物的新型无机耐高温涂料。其主要成份为硅铝酸盐，根据制备工艺、原材料的不同，其结构也会有所差异。地质聚合物的基体相为非晶质至半晶质，是由铝氧四面体和硅氧四面体自由分布组成的三维网状凝胶体，碱金属离子自由分布于网络结构的空隙之中来平衡电价。其最终产物的结构为铝硅酸盐的三维网络结构，具有高强度、耐高温、耐化学腐蚀和耐久性。地聚物无机涂料的原料广泛、成本低廉、制备工艺简单，生产过程中不释放任何有毒气体，不会对环境造成任何污染，不仅可以作为建筑涂料起到装饰、保护、保温隔热的作用，也可作为耐高温防腐蚀涂料广泛应用于钢铁表面的防护，因而具有非常广阔的应用前景。有关地聚物基无机涂料的研究及应用，国外已有少量报道，但国内外对其应用研究相对较少，至今还没有相关产业化的报道。无机涂料的功能化发展是时代潮流，制备多功能、高性能、绿色环保的无机涂料是涂料未来发展的必然方向之一。
             ⑤以氧化物为基料的耐高温涂料
    先将MgO、ZnO、ZrO2、Al2O3等碱金属氢氧化物和硼酸等在高温下（800℃～1000℃）熔融，然后将溶液骤然冷却后粉碎碾磨、过筛（300目～400目），再加入30%的水及0.5%～1%的水溶性高分子材料而成。Ultra-Temp™516氧化锆陶瓷粘接剂（美国Aremco产品公司）的使用温度为1300℃～2400℃，固化温度为600℃^[3]。Geramabond503的单组分氧化铝陶瓷粘接剂（美国Aremco产品公司）的固化温度为120℃，使用温度为1400℃^[3]。

16.8.28.2.2 有机耐高温防腐涂料

           有机高温防腐涂料根据基料的不同，主要包括杂环类聚合物涂料（如聚酰亚胺类、聚酰胺酰亚胺类、聚苯硫醚类、聚醚砜类等）和元素类有机聚合物涂料（如有机硅类、有机氟类、有机钛类和聚硼硅氧烷类等）两大类。杂环类聚合物应用在高温涂料上国内外已经过多年的发展，主要用于高温绝缘方面，但是其价格昂贵，贮存性不好，对颜料要求严格；有机氟涂料虽然其高温防腐性能优越，但不容易溶解于溶剂，即使溶解，其固体含量低、成膜薄、施工不方便，而且有机氟涂料力学性能不太理想；有机钛涂料发展较晚，制备复杂，在工业化领域的发展较为有限。以上聚合物用于耐温防腐蚀涂料，由于自身性能的限制或者成本方面的考虑，并没有得到广泛的推广，所以通常使用的高温防腐涂料主要以有机硅聚合物作为基料。有机硅聚合物作为基料用于耐温涂料，由于其分子链中硅-氧键的共价键键能比普通有机高聚物中碳-碳键的共价键键能高，在受热时热稳定性较好，显示了较为优异的耐热性。而且有机硅聚合物价格相对较低，用于涂料时施工性能较好，因此在有机高温防腐蚀涂料领域，有机硅聚合物得到了最广泛的应用。但是也需要看到的是有机硅聚合物作为涂料的基料使用时，其通气性良好，导致了防腐蚀性不太高，如果要使有机硅涂料达到既耐热又有良好的防腐性能，还需要许多的改进之处。
众所周知，高聚物受热发生均裂游离基反应或氧化等反应，因此，对高聚物的耐热稳定性来讲，分子中的共价键起决定作用。

共价键	C-C	C-O	C-F	C-H	Si-O	Si-C	Si-F
健能kJ/mol键	347	351	485	414	443.5	290	541

    一般高聚物中的共价键是C-C键，键能较低，热稳定性差，虽然C-H的键能也较高，但其不是高分子聚合物链的主要化学键，而且其易受到电负性更大的氧原子的攻击。从表16.8.28.2.2键能数据来看，氟碳化合物和有机硅聚合物应具有较好的热稳定性或耐高温性。
    有机耐高温涂料品种繁多，其中杂环类耐高温涂料在国内外已应用多年，主要用于高温绝缘方面，价格昂贵，贮存性差，对颜料要求严格；有机氟涂料虽然高温防腐性能优越，但不易溶解于溶剂中，即使溶解，其固体含量低，成膜薄，施工不方便，而且有机氟涂料机械性能不太理想。有机钛涂料发展较晚，制备复杂，应用范围还不广泛。有机硅聚合物自20世纪40年代初实现工业化以后，有机硅耐高温涂料开始发展，目前已发展成为最常用的有机类高温防腐涂料。
    目前我国有机硅涂料品种除保留60年代主要产品H级绝缘清漆、耐高温电阻漆和500℃以下的耐高温漆之外，不断向耐温更高的方向发展，长期耐热500℃～900℃的产品已正常供应，并有耐热及防腐品种相继问世。
     （1）有机氟耐高温涂料
    顾名思义，有机氟涂料是指成膜物中含有氟元素的涂料，但是真正能称作有机氟耐高温涂料的应是以四氟乙烯（TFE）、三氟氯乙烯（CTFE）、偏氟乙烯（VDF）、氟乙烯（VF）、六氟丙烯（HFP）等这些单体自聚或共聚（包括与烯烃）物为成膜物的涂料，由于氟原子取代了连接在C-C主链上的氢原子或其它原子团。表现为分子结构规整，聚合物呈结晶或半结晶状态，具有较高的熔点和玻璃化温度，表现出优良的耐高温抗腐蚀及耐辐射等性能。
             1938年美国Dow Chemical公司合成了聚四氟乙烯，杜邦公司首先开发了水分散型的涂料，该涂料可长期耐300℃左右的高温，具有极低的表面能，其他物质很难附着在上面，表现出优良的抗腐蚀性和不粘性。由于涂料施工后需在380℃高温下烧结成膜，限制了应用范围，主要应用于化工设备和烹饪工具，由于合成聚四氟乙烯配方中含有全氟羧酸盐，该物质具有致癌嫌疑，应用于不粘餐具引起较大争议。由日本开发的聚偏二氟乙烯（PVDF）及聚四氟乙烯-乙烯共聚物涂料，长期使用温度为150℃～180℃，主要应用于抗腐蚀、抗辐射等介质涂层以及制备抗介质管材领域。
    有机氟涂料的历史较短，但发展较快，氟碳涂料的基本成分是氟树脂，是氟树脂的分子链结构中由于有C—F键，其键能485kJ/mol在所有化学键中堪称第一，碳链外又有氟原子形成的空间屏蔽效应，故其具有优异的化学稳定性、耐热、耐酸碱、耐老化和自润滑性等，主要使用的是聚四氟乙烯，它能在任何已知的溶剂，即使在高温下，油水对它也能，使得氟碳漆膜极易清洗，因此，如炊具内壁、电熨斗底板、炊具面板，随处可见氟碳涂料。但是，在施工方面，氟碳涂料必须要烘烤，烘烤温度较高，在380℃～420℃，而且要求很严格，温差要求控制在±5℃以内。这无疑加重了厂家在设备、能耗上的投资。
     （2）有机硅耐高温涂料
    有机硅耐高温涂料一般由纯有机硅树脂或经过改性的有机硅树脂为基料，配以无机耐高温的填料、溶剂和助剂组成，具有优良的耐热、耐辐射、耐水、耐化学腐蚀和电绝缘等性能。其清漆可耐200℃～250℃高温，添加金属粉末、玻璃料等功能填料可制成耐300℃～700℃的高温防护涂料。近年来国内对有机硅高温涂料的研究主要集中在对有机硅树脂的改性，以及耐高温填料的加入对涂料高温性能的影响等，并取得了长足的进步，已形成耐高温防腐涂料、耐高温绝缘涂料和耐高温阻燃涂料等各类功能性涂料。但在水性、光固化以及耐更高温度等级的有机硅高温涂料等方面的研究与国外相比还存在较大差距，为此有机硅高温防护涂料的功能化和水性化已逐渐成为研究热点。
    目前的有机硅高温防护涂料研究方向包括：①引入纳米技术耐高温聚合物，利用微观复合和宏观复合技术，达到改善涂层强度和韧性，提高耐高温性能的目的；②在有机硅主链上引入各种杂环或其他耐热环状结构以及杂原子等官能团， 如碳硼烷笼形结构、杂环耐热基团等；也可以在有机硅主链上引入二茂络铁等络合物结构，大幅度提高有机硅树脂的耐热性和力学性能；③开发以硅为主链的梯形聚合物，该聚合物耐温等级可达1300℃，同时涂层在1200℃下仍具有一定的强度；④倍半硅氧烷及聚合物的合成技术研究。笼形六面体倍半硅氧烷是有机/无机杂环材料中具有特殊性能的一类新型杂环材料，不仅兼具无机物和有机物的特性，而且由于材料组成的可调性，还具有单一无机物和有机物无法比拟的独特性能；⑤超支化耐热聚合物的研究，超支化聚合物可通过单体的直接聚合，简单易得，且在分子结构的表面上具有很高的官能团，在有机溶剂中溶解度大。与线型分子相比，其溶液黏度低，玻璃化转变温度较高；与树枝状聚合物相比更易实现规模化工业生产，具有良好的应用潜力。
更多的有机硅耐高温涂料的性能介绍详见后文介绍。
    （3）杂环聚合物类耐高温涂层
    由于航空工业和宇宙空间技术的发展，人类在积极开发轻质复合材料的同时遇到了高速微型电机，电路板、电线电缆的高温绝缘及抗强酸强碱等腐蚀介质以及设备的腐蚀、绝热和烧蚀等一系列问题，由此带动了杂环高聚物的研究和发展。有机杂环高聚物是指分子结构中含有亚苯基，亚氨基等二氧杂萘酮结构的高分子材料，由于多为梯形或结构规整的高分子材料，表现为软化点高，需高温固化、施工复杂等不同特点，这些材料具有优异的粘结性、耐热性、耐腐蚀性、介电性和抗张强度等性能。耐热温度在180℃～500℃之间，国内外研究开发了一系列性能各异的杂环高聚物材料，如双马来酰胺、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯并咪唑、聚喹唑啉二酮、聚砜及聚二苯醚等，一般作为电机、电线电缆的耐高温抗氧化绝缘涂层，设备的高温抗腐蚀隔层，也可作为层压板、复合材料的高温粘合剂使用。由于这些材料存在价格高、需高温固化以及更高温度使用时碳化分解，基本失去了涂膜的连续性和对金属的粘附性，因此，一般只用于制备高温绝缘漆，很少用于制备耐高温色漆，今后的发展方向是在不降低这些材料特性的前提下，通过用其它树脂进行改性，提高其韧性和工艺性，扩大其在耐高温涂料方面的应用。聚酰亚胺作为杂环聚合物家族中的一员，不仅具有优良的电性能、耐辐射和耐化学药品性，还具有更为优异的耐高温性能，其分解温度可达600℃，是当今有机聚合物中热稳定性最好的品种之一。同时还具有优异的耐低温特性、良好的机械性能以及与金属相近的热膨胀系数等性能。因此在航空领域的高温防护中得到了应用。
    （4）含钛聚合物类耐高温涂层
    钛聚碳硅烷树脂在200℃～700℃下的质量损失率约为10%，易溶于有机溶剂。加入适量填料可制成耐高温涂料，固化后的涂层致密、硬度高，热性。钛金属材料价格昂贵，影响了一般的民用和工业领域的推广和应用。若将金属钛引入有机高分子材料的主链或侧链上，并将这种含钛金属的有机高分子作为成膜物，制备有机钛涂料。这种涂料可用于金属材料的防腐蚀，甚至替代造价较贵的不锈钢，这样不但能够解决工业上钢材腐蚀的难题，还能降低制造业成本，从而提高企业的经济效益。
     （5）其它新型有机耐高温防腐涂料
      ①聚苯硫醚涂料（PPS 涂料）
     聚苯硫醚（简称PPS）是以热塑性工程塑料为线型结晶性的高聚物，它具有突出的耐化学腐蚀性、很高的热稳定性、很低的自燃性和良好的物理机械性能。其耐化学品性仅次于氟塑料，优于其他各种塑料和不锈钢，一般可在250℃以下使用。PPS树脂粉末，用热交联法进行预处理，在乙醇溶液中球磨24h后，采用喷涂法制成了90μm～110μm厚的膜，其抗腐蚀能力优良，可耐110℃下30%HCl的腐蚀。
     ②新型无机—有机聚合物涂料
     SILOXIRANE最初是用于军事和尖端工业，80年代后期才转为民用。它是将高度耐蚀和耐温性的无机物结构二氧化硅（SiO₂）与有机的环氧丙烷苯基醚相连接，形成了新型的无机—有机结构化合物—环硅的五缩水甘油醚（pentaglycidalether of cyclosicon），其结构式不含羟基和酯基，所以有很强的耐腐蚀能力和耐热性（可长期耐热260℃）。美国Marineline公司（现在为美国先进聚合物涂料公司Advanced Polymer Coatings）将SILOXIRANE涂料涂于贮槽内部用于海上运输各种化学药品，十年来它承受各种温度下不同试剂的侵蚀，性能一直保持稳定。不仅如此，它还具有抗污性能，涂层表面经过简单的清洗后可直接用来装储下一次的物品。
                ③酚醛环氧树脂玻璃鳞片涂料、酚醛乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料
     美国欧文斯—康宁（owens-Corning）玻璃纤维公司于1953～1955年间首先成功地开发并研制出玻璃鳞片，接着该公司将玻璃鳞片和环氧树脂等混合制成涂料应用于混凝土基材和钢管内衬，并于1957年发明第一个专利。60年代末日本多家公司也引进该项技术。玻璃鳞片涂料具有非常优良的耐蚀、耐热性能。如今这类涂料在我国已经大面积得到推广。

16.8.28.2.3 有机-无机杂化耐高温防腐涂料

   由于有机高温防腐涂料和无机高温防腐涂料各有优缺点，有机-无机杂化高温防腐涂料顺势而生。有机-无机杂化涂料是无机材料与有机树脂在纳米尺度（<100nm）上复合，形成的一种均匀的多相涂料。这种复合有机相和无机相的分散性更高，达到原子、分子水平，纳米相与其他相通过共价键、螯合键、氢键作用，两相相互作用更强。因此，涂料的性质取决于两相的形貌和两相间的作用力。无机组分和一种或多种有机组分进行复合可以生成无机-有机杂化材料。根据其两相间的结合方式和组成材料的组分可分为三种类型；无机组分与有机组分之间通过强的化学键如共价键或离子-共价键结合；有机相和无机相间以范德华力、氢键或离子间作用力结合的杂化材料体系；在上述第一类和第二类杂化材料中加入有机或无机的掺杂物时，掺杂组分嵌入无机-有机杂化基质中得到此类杂化材料。

   无机-有机纳米杂化复合耐高温陶瓷涂料是以有机物为基体树脂，添加无机化合物，高温环境下成膜物自行由有机成膜物转变成为无机成膜物，从而实现了在极广的温度范围内对基体的保护。有机-无机杂化涂料既具备无机物的高强度，又具备有机物的高韧性，可以起到同步增韧增强效应。制备有机-无机杂化涂料的方法有：溶胶-凝胶法、共混法、原位聚合法、插层法。有机-无机杂化硅就是通过溶胶-凝胶法制备的以SiO₂无机网络为基础的杂化涂料。纳米SiO₂粒子均匀地分散于环氧树脂中，对环氧树脂涂料的韧性、耐温性、耐腐蚀性均起到增强作用。陶瓷涂料的原料蕴藏丰富，便于开采，生产工艺也比较简易，能耗相对较低，有望在许多应用领域逐渐取代有机涂料，发挥重要的作用。

    近年来有许多关于采用有机树脂与无机涂料进行匹配或化学改性的有机-无机杂化型高温防腐涂料的报道，如向有机硅高温涂料中加入玻璃、陶瓷材料，其作用原理是：当有机硅涂层在受热条件下分解、炭化，失去足够的粘接性能时，玻璃陶瓷料熔化并接替有机硅树脂继续起对颜料和填料的黏附作用。复合的玻璃料要求其熔点与有机硅树脂受热分解温度相适应，采用适当比例的高、中、低熔点的玻璃料，能获得高温附着力好、有光泽、耐腐蚀、耐冲击的涂层。这种复合涂料的成膜物为有机无机高分子的复合体，与有机聚合物和无机颜填料所组成的涂膜复合体不同。如以有机硅树脂为基料，用铝粉作为颜料，在500℃的高温下，有机硅分解残余的二氧化硅和部分铝及基材铁熔合，生成Si-O- Al（Fe）的硅酸盐无机化合物涂层，牢固地附着在基材表面，具有坚韧耐磨、耐高温的性能。有机硅树脂和低熔点的陶瓷粉拼用，在高温下有机硅分解残留的二氧化硅和陶瓷粉熔合成耐高温陶瓷防护层，可以耐700℃以上高温。加入玻璃粉和偏硼酸钡、五氧化二钒等助熔剂，可耐600℃～900℃的高温。

16.8.28.2.4 颜填料的影响和选择

  颜填料对有机硅耐高温涂料的性能具有重要影响，添加适合的耐温颜填料可以大幅度提升涂层的综合性能。常用的耐高温颜料主要为金属氧化物，如钛白粉、铜铬黑、钴蓝、钛铬棕等，填料主要是硅酸盐材料，如云母粉、滑石粉、高岭土、硅微粉等。另外，为了提升涂层的防腐性能，常添加诸如铝粉、锌粉；锶黄、磷酸锌等防锈颜料。耐高温有机硅涂料的研究不仅仅局限在树脂基料，选择合适的耐温颜填料对涂料的耐温性能也有很大影响。如有机硅涂料可在200℃～250℃连续使用，300℃时，间断使用；但在加入耐热性的颜料、填料后，其耐热性可提高到400℃～600℃之间长期工作；加入有些颜填料，还可使有机硅涂料耐700℃～800℃的高温。

  改性有机硅耐高温涂料所用的颜料大多为金属氧化物，如钛白粉、铬铁黑等，它们的存在可以对这些反应起催化作用，能够在主链中形成金属硅氧烷结构。填料大多为硅酸盐型的填料，如滑石粉、云母粉、高龄土等，它们的表面带有少量羟基，能与有机硅树脂的官能基反应，有助于提高耐热性能。有机硅耐高温涂料一般在400℃～600℃发生较强烈的分解，此时侧链有机基及主链被破坏，在有机基及主链断裂的地方会形成活性中心，这种活性中心进一步与颜填料相互作用，形成新的耐高温涂层，从而提高其耐热性。王荣国等^[4]对耐高温涂料的配方进行了研究，并给出了各组分比例的调整公式：（着色颜料+填料+玻璃粉）/树脂固体份=2～4，（填料＋玻璃粉）/着色颜料=1～4，（着色颜料+填料）/玻璃粉=1.2～2。郭中宝等^[5]研究了不同颜基比和不同颜填料配比对环氧改性有机硅树脂耐高温涂料综合性能的影响。他指出，混合随着颜基比的增大，涂料的耐高温性能有提高的趋势，当颜基比达到2.5∶1时，涂料的耐高温性能可达700℃；而且在同一颜基比情况下，混合使用颜填料时的耐高温性能优于使用单一颜填料的情况。

  涂料的性能是基料和颜填料综合性能的体现。颜料、填料在涂料上的应用具有重要意义，通过添加不同种类的颜料、填料可以改善漆膜的某些性能，例如：提高漆膜力学性能、增加耐腐蚀性、耐候性、耐温性等；同时添加颜料、填料还可以达到降低成本的目的。颜填料分散于成膜介质中，固化成膜后留在涂膜中是辅助成膜物质，有的则充当涂膜空隙填充物。颜填料可以改善涂料的多种理化性能，如提高涂层的机械强度、力学性能、附着力、渗透性、耐候性、耐温性、耐腐蚀性等。颜料表面的活性基团可以和大分子链活性基团相结合形成交联网状结构。交联点可将一条分子链上受到的应力分散到网络结构中，从而增强了结构的稳定性。

  涂料的耐热性问题是一个复杂问题，它不仅与树脂（基料）有关，同时与颜料、填料等也有着紧密的关系。因在高温下使用的涂料，其颜料的选用具有特殊性，如有机硅涂料可在200℃～250℃连续使用，300℃时间断使用；但在加入耐热性的颜料、填料后，其耐热性可提高到在 400℃～600℃长期工作；加入某些颜填料，还可使有机硅涂料耐700℃～800℃的高温。

  （1）颜、填料在涂料中的防腐机理

  涂料中的颜料对金属基材主要有物理和化学两方面的防护效应。

  ①对腐蚀介质的物理屏蔽作用玻璃鳞片、云母鳞片等片层结构的的屏蔽性颜填料具有化学惰性、低透水性和强抗磨损特性，其能够在涂层中平行排列，而这种排列结构使水、氧气、电解质等腐蚀介质在涂层中的扩散路径变得更为曲折且扩散到基材所需的时间延长，阻止基材表面与腐蚀介质直接接触，避免了表面发生化学的或者电化学反应，从而防止形成腐蚀电池或抑制其腐蚀活动。

  ②颜料的缓蚀和钝化作用

  磷酸锌、氧化铁红等活性颜料是防腐涂料的重要组成部分。此类活性颜料与金属表面发生化学反应，形成钝化膜，改变金属表面性能，使得腐蚀电池产生电极极化，降低腐蚀电池的电化学反应速率从而对金属的腐蚀起到有效的缓蚀与钝化作用，能有效的改善水性环氧涂料的附着力、吸水率、起泡行为和界面保护作用，从而增强防腐性能。

   ③阴极保护作用

  锌粉等金属粉有很好的化学活性，当在涂料中添加大量的锌粉等金属粉作为阳极时，涂层的电极电位相对于要保护的金属基材更负，此类活性颜料能在腐蚀电池中作为阳极首先被反应而牺牲，使得金属基材作为阴极而得到了保护。

  （2）耐高温防腐用颜、填料及其选择原则

  颜填料在涂料中起辅助作用，其组成不仅影响涂层的性能，还影响涂料的施工性能和工艺稳定性。为了提高涂料的耐热性、机械强度及耐盐雾性能。

  钛白粉料具有耐候性、耐碱性，耐酸性、遮盖力好、化学稳定性好、耐光性强等特点，是用于高性能耐温涂料生产的主要颜填料。硅酸盐因其来源广泛、易得，是必不可少的工业原料。云母粉、滑石粉由于具有无毒、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是常用的耐高温填料。硅酸盐类的填料表面含有一定量的羟基，在高温加热后会与有机硅氧烷乙氧基发生化学反应，生成新的硅氧键，形成了一层致密的耐热层。云母粉是一种片状结构的硅酸盐，能提高耐盐水性。滑石粉可以改善涂料的易施工性，使涂料易于涂刷，并使涂膜具有很好的流平性。纤维结构的滑石粉还能起到增强涂膜、增加涂膜柔韧性的作用，而片状结构则能够降低涂膜的耐介质性，增强涂膜的耐久性。

  具体在耐温防腐蚀涂料上如何选择合适的颜料、填料是一个实际的问题，表16.8.28.2.4列出了一些常用颜填料在有机硅树脂中使用时对耐温性的影响。

颜色	颜料	漆膜性能
体质颜料	云母粉	提高硅树脂的耐温性，耐温性在300℃下超过1000h
	滑石粉	提高硅树脂的耐温性，耐温性在300℃下超过1000h
	硅石	提高硅树脂的耐温性和机械强度，耐温性在300℃下超过1000h
	黏土	耐温性达250℃，在 300℃下1000h，划格法显示10/100面积脱落
	高岭土	耐温性可达250℃，在300℃下100h后漆膜剥落
	硫酸钡	可以提高漆膜的强度，但是温度超过300℃后出现裂纹
	其他	碳酸钙、硫酸钙、氧化镁可以被使用，但是耐温性会下降
白色颜料	二氧化钛	漆膜（颜料/树脂=1/1）在300℃下100h产生裂纹和剥落，在250℃经过1000h，划格法显示70/100面积脱落、但是与氧化锌联合使用则显示较好的结果
	氧化锌	遮盖力较二氧化钛弱，但是耐温性提高，可以经受300℃下1000h而不产生裂纹和剥落
	锌钡白	在250℃下显示了氧化锌相同的性能，但是超过300℃性能变差
	硫化锌	耐热性较差，在250℃下1000h产生裂纹和剥落
红色颜料	铁红	耐热性随铁含量的升高而降低，铁含量在5%时，在300℃经过400h剥落产生；含量20%时，300℃经过100h产生；250℃则不会发生
黑色颜料	炭黑	300℃经过较长时间发生褪色，根据不同的型号程度有所不同；涂料趋向于产生触变性，炭黑在树脂中不易分散
	石墨	温度超过 300℃时均显示优异的耐热性
	氧化铁	超过250℃后，铁黑转化为铁红，漆膜也转为红色
	二氧化锰	有极佳的耐热性，能够在300℃下使用，但色调不佳，漆膜呈现褐色
	黑色陶瓷	遮盖力较差，但是色调较好，耐热性可以达到300℃
绿色颜料	铬绿	250℃时无变化，300℃经过100h发生开裂
	钴绿	250℃时无变化，300℃经过100h发生开裂
	古勒特绿	温度升到200℃时显示较佳的色调，超过200℃时发生褪色
黄色颜料	钛黄	显示优异的耐温性，300℃经过500h无剥落发生，但是有轻微的提色发生；250℃时段有变化
蓝色颜料	钴蓝	300℃时显示优异的耐热性，颜色与光泽上的变化较小
	普鲁士蓝	降低树脂的性能，在温度超过250℃时颜色变黑
	酞菁蓝	虽然不会影响树脂的性能，但是只能在200℃下使用，超过250℃时，显著的褪色出现
银色颜料	铝粉	铅粉可以显著地改善树脂的耐热性和附着力；使用铝粉的银色涂料能够在600℃的高温下长期使用；浮型和非浮型没有明显的不同，但是浮型有较佳的防腐性

   颜料、填料的选择是一个具体问题，其用量是另一个问题。这是因为颜料、填料在涂料中的用量存在着一个极限值，当用量超过这个极限时，涂膜的许多性能会发生突变，涂料设计的一个重要参数就是颜料体积浓度PVC（pigment volume concentration），利用它可以判断涂层的大致性能。颜料体积浓度PVC是Asbeck于1949年提出的，指涂料中颜、填料的体积与配方中所有非挥发性组分的总体积之比，如式（16.8.28.2.4-1）所示。

   PVC值的选取是根据其与临界颜料体积浓度CPVC的关系而定的，正确的处理实际PVC与CPVC之间的关系对涂料的制备、涂装工艺和涂层的性能有着直接的联系。

   一般涂料的设计中要求PVC<CPVC。临界颜料体积浓度CPVC表示漆膜中颜料的最高含量、基料最低含量而保持漆膜完整不透的数值。当PVC=CPVC时，涂层中形成了双连续的网络，即高聚物和颜料都是连续的，这种结构状态会使涂层（漆膜）的各种性能（如抗渗透性、起泡性、光泽、遮盖力、防蚀性）等发生突变。当PVC大于CPVC时，由于树脂量的不足，颜料体积太大，基料不足以包覆颜料、填料间的空隙，涂层不再连续致密。通常CPVC值用吸油法在强力研磨下求得，计算公式见式(16.8.28.2.4-2)。设计各种涂料时，不论屏蔽型或缓蚀型，PVC和CPVC的概念都很重要，它是一个基础数据。

   式中：吸油量—以每毫升颜料耗用亚麻仁油的体积表示，mL。

   实际涂料配方中，采用的PVC值略低于CPVC值（PVC/CPVC=0.8～0.9）。总之，涂料配方设计中，存在一个最优PVC范围，可以通过实验确定。

16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
  16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料
        1.硅酸乙酯类耐高温防护涂料
        2.硅酸盐类耐高温防护涂料
        3.硅溶胶类耐高温防护涂料
       4.磷酸盐类耐高温防护涂料
       5.其他无机耐高温涂料（①耐高温的瓷膜涂料②无机纳米耐高温陶瓷涂料③无机富锌耐高温涂料④地聚物类耐高温涂料⑤以氧化物为基料的耐高温涂料）
  16.8.28.2.2 有机耐高温防腐涂料
      1.有机氟耐高温涂料
      2.有机硅耐高温涂料
      3.杂环聚合物类耐高温涂层
      4.含钛聚合物类耐高温涂层
      5.其它新型有机耐高温防腐涂料（①聚苯硫醚涂料②新型无机-有机聚合物涂料③酚醛环氧树脂玻璃鳞片涂料、酚醛乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料）
16.8.28.2.3 有机-无机杂化耐高温防腐涂料
16.8.28.2.4 颜填料的影响和选择
1.颜、填料在涂料中的防腐机理
2.耐高温防腐用颜、填料及其选择原则
16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）
  16.8.28.3.1 定义、概述、历史、“迷宫效应”机理

16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）
  
16.8.28.3.1 定义、概述、历史、“迷宫效应”机理

          （1）定义
    鳞片胶泥/涂料是指以耐腐蚀热固性合成树脂（如环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂等）为主要胶料，以具有规定粒径的薄片状固体填料（外观形状似鱼鳞片-故称之为鳞片）为骨料，以多种功能性助剂为添加剂，经过特定工具混配成胶泥状或厚浆型涂料状防腐蚀材料。
鳞片胶泥/涂料衬里是指鳞片胶泥/涂料经专用设备或工具按规定的施工作业程序将胶泥状或涂料状鳞片防腐蚀材料涂覆在经处理的待防护设备或设施基体表面而形成的衬里防腐蚀保护层。
    （2）概述
    有机非金属材料作为设备防腐蚀内涂装使用时，主要应用形式为有机涂料、塑料衬里、橡胶衬里和玻璃钢衬里等，该类高分子衬里材料的破坏，有化学腐蚀和物理破坏，两种形式互为影响，在实践中往往以物理破坏表现为主，比如常常发生扩散性底蚀（也称膜下腐蚀）、鼓泡、脱壳、分层、剥离、开裂和脱落等物理腐蚀破坏。究其原因，有以下四个方面。
         ①腐蚀介质在衬里层中的渗透扩散
   主要有以下：抗介质分子经过树脂基体中分子空隙迁移渗入基体；抗介质分子经树脂中存在的微裂纹、微气泡的毛细作用下渗入基体；抗介质分子经填料纤维和树脂间界面孔隙渗入基体。
          ②衬里材料成型时固化反应形成的残余应力、使用环境热应力引起的材料膨胀应力及设备运行时外加负荷和连接螺栓引起的负载应力
    内应力来源：（a）基体固化时的收缩应力；（b）不同线性膨胀系数的材料界面间产生的收缩应力；（c）外界的环境温度变化引起的热应力。内应力会时间和空间的延伸而集中，到一定程度就会释放出来，衬里层就会破坏。残余应力，是施工作业时，材料成型留下的的。它与热应力一起作用使得材料的界面强度降低，增加微裂纹和界面孔隙，导致最终的介质渗透。介质渗透又会反过来促进应力产生，促进裂纹发展延伸，形成恶性循环。
         ③设备因设计强度、刚性不足产生震颤或形变引发的疲劳应力
    外力导致的应变，外界的载荷、外力作用变化引起的宏观应变，位移变化更会导致衬里层的物理破坏。
         ④防腐蚀内衬施工中各种质量缺陷导致的综合劣化
    包括衬里成型的每一个环节：设计、表面处理、作业成型、材料配制、质量控制等。在正确选择耐蚀树脂、填料的基础上，主要从加大防腐层厚度、抑制腐蚀介质渗透、减少衬里层残余应力和热应力、强化施工质量监控等方面入手。
为了解决此类问题，专业人员在综合研究、试验分析有机非金属耐腐蚀材料腐蚀失效案例的基础上，研究设计出了具有抗腐蚀介质渗透能力强、固化残余应力松弛分散性好、对环境热应力及负载应力敏感性差的鳞片衬里技术。
    其中用于制作鳞片的原料有玻璃、云母、石墨、不锈钢、涤纶等。因玻璃鳞片制造工艺简单，造价便宜，适用面宽，故得以迅速发展，成为鳞片衬里的主要使用材料。故本节只限于讨论玻璃鳞片衬里，且集中在讨论乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥衬里。
   乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥是以乙烯基酯树脂材料为主材加入玻璃鳞片等材料配制而成的，作为防腐衬里材料具有耐腐蚀性能好、极佳得抗渗透性、较强的基材粘结强度、较好得耐温差（热冲击）性能、可耐磨、操作工艺便捷、造价成本适中等诸多优势，近年来得到了爆发式的发展和广泛的应用。

16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
  16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料
        1.硅酸乙酯类耐高温防护涂料
        2.硅酸盐类耐高温防护涂料
        3.硅溶胶类耐高温防护涂料
       4.磷酸盐类耐高温防护涂料
       5.其他无机耐高温涂料（①耐高温的瓷膜涂料②无机纳米耐高温陶瓷涂料③无机富锌耐高温涂料④地聚物类耐高温涂料⑤以氧化物为基料的耐高温涂料）
  16.8.28.2.2 有机耐高温防腐涂料
      1.有机氟耐高温涂料
      2.有机硅耐高温涂料
      3.杂环聚合物类耐高温涂层
      4.含钛聚合物类耐高温涂层
      5.其它新型有机耐高温防腐涂料（①聚苯硫醚涂料②新型无机-有机聚合物涂料③酚醛环氧树脂玻璃鳞片涂料、酚醛乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料）
16.8.28.2.3 有机-无机杂化耐高温防腐涂料
16.8.28.2.4 颜填料的影响和选择
1.颜、填料在涂料中的防腐机理
2.耐高温防腐用颜、填料及其选择原则
16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）
  16.8.28.3.1 定义、概述、历史、“迷宫效应”机理




    （3）历史
    玻璃鳞片衬里最早问世于美国Owens Corning(欧文斯康宁)玻纤公司，第一个鳞片防腐蚀材料专利于1957年发布。20世纪60年代初，KCH集团下属Ceilcote公司（2007年被阿克苏诺贝尔国际油漆IP公司收购，现隶属于Ceilcote Flakeline部门）又开发出一批鳞片涂料技术，随后鳞片衬里技术在美国诸多专业防腐蚀公司实现工程化应用。
60年代末，日本多家专业防腐蚀公司从美国引进鳞片涂料技术，并加以迅速发展，随着鳞片衬里在火电厂烟气脱硫FGD装置、大型原油储罐、氯碱工业盐水装置、硫酸工业净化装置、尿素造粒塔、海洋工程设施等重大工业领域的成功应用，充分证明了鳞片衬里这一防腐蚀技术的优越性。
因此1971年，美国SSPC、NACE几大材料腐蚀协会联合召开了鳞片衬里国际专题报告会，并赋予鳞片衬里技术“重防腐蚀技术”称号。自此鳞片衬里作为一种有效的重防腐蚀技术，引起国际腐蚀与防护界的广泛重视。
     我国玻璃鳞片衬里技术研究起步于1983年，由原化工部批准立项，由原化工部化工机械研究院（现甘肃天华化工机械及自动化研究设计院有限公司）和原化工部第八设计院（现中国成达工程公司）联合承担。1986年第一次规模量工程实践应用，1987年完成化工部成果鉴定。此后，上海、北京等研究单位也相继开展鳞片衬里技术研究，现已形成各类胶泥、涂料的系列配套产品。
     现如今，玻璃鳞片胶泥/涂料领域，技术层面已经得到了极大的进步，无论是专业底漆，还是许多功能性的改性玻璃鳞片胶泥，市面上都已经非常成熟。应用层面，玻璃鳞片衬里技术也早就从2000年左右仅应用于FGD烟气脱硫防腐领域发展到现如今的在建筑防腐蚀领域以及钢结构环保设备与管道防腐领域四面开花。鳞片胶泥制造商也早就从2000年左右靖江王子这些相对独立的外企单一材料制造商，发展到现如今大江南北全国各地都有鳞片胶泥制造商，无论是乙烯基酯树脂制造商再去兼做玻璃鳞片胶泥深加工，还是原来做保温材料、防腐涂料厂家、防腐施工企业都有大量厂家介入玻璃鳞片胶泥的制造生产。在技术慢慢透明化的今天，越老越多的厂家参与进来，也成就了国内这个领域长达20多年的蓬勃发展，但随之而来也出现了一系列的品质低劣的“伪玻璃鳞片胶泥”厂家，疯狂造假，百度竞价“换马甲”推广已经疯狂到网络上几乎找不到真实信息，也几乎废掉了这一行业。这一现象有望在新修编的国家标准执行力度加大后得到改观。

     （4）“迷宫效应”机理
    从鳞片衬里剖断面图看（见图16.8.28.3.1-1），鳞片衬里层与玻璃钢层的主要区别在于变玻璃钢的连续的丝状纤维为鳞片衬里的不连续的片状鳞片。由于鳞片是不透性实体，在内衬层中垂直于介质渗透方向，成多层次有序叠压排列，故一方面为介质渗透设置了一道道屏障；另一方面，改变了树脂固化时的收缩残余应力及使用时由于环境热引起热应力的分布、传导、叠加及松弛条件，从而有效地抑制了以往防腐衬里技术中常见的物理破坏现象。

图16.8.28.3.1-1　VER鳞片衬里断面结构图

1-基体；2-底涂； 3-鳞片胶泥内衬层；4-胶泥面漆层

    近代许多防腐蚀学者在探讨有机高分子防腐蚀涂装层的腐蚀机理和使用寿命时，大都是从三个方面入手的，一是从有机高分子防腐蚀涂装层的结构、组成、孔隙率、粘接强度、交联度等非金属材料学角度研究腐蚀介质与防腐蚀涂装层失效的关系，二是从腐蚀介质在防腐蚀涂装层中的吸附、渗透、扩散等动力学角度研究腐蚀介质、防腐蚀涂装层质缺陷与层下金属基体腐蚀的关系；三是从环境应力如热应力、温差热应力、涂装层成型残余应力、金属基体形变应力、负荷应力等力学及热力学角度研究环境应力、腐蚀介质与高分子材料腐蚀的关系。众所周知，金属的腐蚀反应在大多数情况下是一种由局部电池导致的电化学反应。而就有机高分子衬里抑制金属腐蚀而言，实质上就是利用非金属的电绝缘性达到增加电池电阻的作用。在腐蚀环境中，可以将腐蚀介质中的离子或电解质的渗透性、防腐蚀涂装层的结构、组成、孔隙率、质量缺陷及与金属基体的粘接强度和环境应力对涂装层的力学作用视为控制涂装层电阻的因素。换句话说，涂装层对可电离成离子或电解质的介质的渗入阻力越大，其电阻越大，防腐蚀效果越好。因此防腐蚀衬里设备使用寿命的研究就转为研究高分子材料的特性、腐蚀介质的渗透性及环境应力和质量缺陷对腐蚀的促进作用。
     美国G. Mengns等人经长期研究分析，对衬里层的寿命与渗透性、衬里层厚度与基体的粘接力关系提出如下经验公式：
                        （16.8.28.3.1）
      式中，L是衬里层使用寿命；τ是和鼓泡内部压力ρ_β和粘接层垂直剥离力σ有关的函数，表征介质渗透至粘接界面后，发生粘接剥离破坏的时间；D是介质扩散系数；d是涂层厚度。由式(16.8.28.3.1)可以看出，衬里层的寿命与其厚度的平方成正比，与扩散系数成反比，并与衬里层粘接强度有关。该公式虽然未能从上述研究层面给出诸因素的相互关系，但却通过介质扩散系数这一可测定参数将材料因素、介质渗透因素、环境应力因素及质量缺陷因素表现出来，从宏观上给出了判定衬里层使用寿命的直观方法，使工程技术人员在衬里设计选择时知道应关注哪几个问题。
    

    有机高分子衬里的腐蚀失效主要表现为两种形式：一是化学腐蚀破坏；二是物理腐蚀破坏。这两种形式常常互为影响，但在实践中，特别是在防腐蚀材料选择正确的条件下，衬里层破坏的表现形式常以物理腐蚀破坏为主，如工程实践中常见的鼓泡、脱粘、开裂、分层、剥离、扩散性底蚀等衬里破坏现象均属此类。产生物理腐蚀破坏的原因较复杂，但主要可分为以下几个方面。
             ①介质的渗透
     介质的渗透是引起物理破坏极为重要的因素，一般以下三个途径，这三种渗透途径在衬里中并存，相互诱导，相互促进，导致介质在防腐层内逐步渗透。在电位梯度的作用下，介质经树脂基体中分子级空穴在亲电子基团的作用下逐步迁移渗透；在浓度梯度作用下，介质经衬层中存在的孔隙率及微裂纹在毛细作用下渗入（衬层的孔隙率及微裂纹应视为衬里的固有缺陷的一部分，其形成与被保护基体的表面状态、溶剂的挥发度、衬里固化状态、衬里固化残余应力及环境热应力作用、填料的添加量及与树脂的界面粘接状态等有关）；介质经施工质量缺陷（如粘贴界面间缝隙、夹裹的气泡、衬层结构疏松等）渗入。
            ②应力的作用
     应力的来源一般分五个方面：衬里固化时的收缩残余应力；环境温度引起的热应力；环境温度不均衡引起的温差热应力；承重、载荷引起的负载应力；设备结构强度及刚性不足引起的形变应力或震动引起的疲劳应力。应力是引起衬里破坏的重要因素。材料成型中的残余应力及使用中环境热应力的存在，可导致衬里的界面强度及材料的本体强度降低，增加衬层中微裂纹及界面孔隙量，为材料内缺陷的生成、发展及介质渗入提供潜在的条件。温差热应力及设备形变应力、震动疲劳应力对衬里的破坏是宏观直接的。应力作用与介质渗透是相互促进的两个方面。应力导致微裂纹、界面孔隙的产生及成长，微裂纹、界面孔隙又为介质渗透提供了途径，渗入的介质又进一步激发应力作用并产生毛细效应，致使新的微裂纹和界面孔隙生成、发展，形成腐蚀破坏的恶性循环。
             ③施工质量缺陷
    施工质量控制包括衬里层成型的每一个环节，从防腐蚀设计、表面处理、作业技能、材料配制到施工过程的质量监控。由于鳞片胶泥材料的特性和施工方法完全不同于传统的其他防腐蚀衬里技术，故其施工质量缺陷也有其特殊性。就鳞片衬里而言，最主要需控制的施工质量缺陷为贯穿性针孔、衬层孔隙率、固化均衡度、衬里层致密度及厚度均匀度。
    从防腐蚀涂装层的耐腐蚀原理看，为提高有机防腐蚀衬里的使用寿命，在正确选择了耐介质腐蚀材料的基础上，主要应从加厚防腐层、抑制腐蚀介质渗透、减小衬里层内残余应力并改变应力作用效果、提高界面粘接强度、强化施工质量控制等诸方面入手。而鳞片防腐蚀衬里在结构设计及材料组成上较好地满足了耐腐蚀理论，较之传统的防腐蚀技术的突出不同点在于鳞片防腐蚀衬里是以抗介质渗透、减少残余应力为岀发点设计的。在鳞片衬里中，由于实体鳞片的阻挡性，使介质只能沿着迷宫形的曲折途径渗透，这相当于加厚了衬层的厚度，但又避免了因衬层太厚引起的副作用，如衬层残余应力过大、易产生脆性开裂等。而鳞片对应力的松弛作用，使应力的传导和叠加成为不可能，加之鳞片对应力作用下引起的裂纹发展也起到了限制作用，故鳞片衬里较好地满足了防腐衬里的理论研究结果，在实际使用中也确实起到了抑制衬里层物理破坏的作用，使衬里层寿命大大提高。
  

抗介质渗透性能，树脂重防腐相较于涂料涂装防腐要强得多，随着树脂重防腐层的厚度增加，抗渗透性能也在增加，但鳞片胶泥内衬随着厚度增加抗渗透性能的增加远大于玻璃钢内衬随厚度增加而增加的抗渗透性能的增加幅度。
    鳞片防腐材料之所以具有比玻璃钢高得多的抗介质渗透能力：
            ①因为在鳞片防腐层中，扁平状鳞片在树脂中平行叠压排列（图16.8.28.3.1-2），介质渗透为绕鳞片曲折狭缝扩散过程，这不仅对腐蚀介质渗透构成一道道屏障，使介质在基料中的渗透必须经过类似“迷宫”般的曲曲折折的途径，也当于客观上增加了防腐层厚度（图16.8.28.3.1-3）。
            ②因为鳞片使渗透介质在不同鳞片层内渗透动力逐渐衰减，介质向纵深渗透趋缓。鳞片的“迷宫”效应（图16.8.28.3.1-3）有效分割了基料中存在的微气泡，微裂纹、分子级空穴等固有缺陷，形成树脂基料固有缺陷的不连续分布，从而有效地抑制了介质的渗透。
           ③因为鳞片是不连续片状实体，且在固化树脂中近似平行排列，使得鳞片与树脂界面间缺陷又为树脂分割。因此尽管在鳞片衬里内也存在许多缺陷，但相比玻璃钢，独特的衬层结构却使其对缺陷的抑制作用确较玻璃钢等衬里好许多。
   ④鳞片防腐层中渗入介质的分布是平台状的，导致这一渗透介质分布状态的原因是介质渗透是在“迷宫”式的狭缝中进行，且主要渗透方向垂直于防腐层的厚度方向，故对整个防腐层而言，在厚度方向上，介质渗透因受鳞片阻碍，介质在鳞片间狭缝中的积累速度大于在衬层断面方向的扩散速度，导致各鳞片间的介质含量不断趋于饱和。又由于介质渗透是在曲折的狭缝中进行，故渗透介质在不同鳞片层内渗透动力是逐渐衰减的，这也使得介质向纵深渗透趋缓，导致了腐蚀介质在鳞片衬里基体内渗透介质分布不同于其他有机材料衬里，即鳞片衬里是平台状，而不是通常的菲克S型或二阶型分布。

、

图16.8.28.3.1-2 扫描电镜下的鳞片衬里结构

图16.8.28.3.1-3 鳞片胶泥衬里渗透效果示意图

   鳞片衬里结构与玻璃钢结构相比，大大改变了树脂的固化收缩及热应力的作用状态，从而减小了残余应力和热应力的影响，提高了界面强度。

            ①在玻璃钢衬里中，树脂呈连续膜状，树脂在膜层内固化时，因分子的集聚态和构象发生变化，导致体积收缩，而玻璃纤维的体积几乎不变化，两者之间必然产生界面收缩应力（即固化残余应力），这些应力经过纤维和树脂传递，是有规则的方向，收缩方向为沿纤维往玻璃钢材料中央，残余应力沿相反方向。又由于树脂与纤维的线性热膨胀系数不同，受环境热影响不同，故在树脂层内及界面间产生热胀应力，且线性热膨胀应力经连续的玻纤及树脂相互传递，往往在衬层缺陷处形成应力集中及叠加，从而导致衬层缺陷处局部破坏。
            ②在鳞片衬里中，分散状的鳞片排列是无需的叠层，整体上平行排列的，但在局部还是有一定倾角的，因此树脂的缩胀被鳞片分割成一个个分散的小区域，又由于方向无序性，导致其固化残余应力或环境热应力在一个个分散的小区域内相互抵消了，并未传递叠加，这样以来整个防腐层的残余应力大大减小，界面强度大大提高，微裂纹也就相应减少了。另外，树脂与鳞片之间产生的热胀应力因鳞片是分散体，可随着树脂的缩胀移位，故界面缩胀应力被用来对鳞片位移做功，将应力松弛掉。这样使得防腐层内的残余应力大大减小，相应的衬层内界面强度也大大提高，微裂纹生成和发展的可能性也大大降低。
    为了进一步考察鳞片衬里在实际生产环境中的耐腐蚀行为，做现场工况挂片试验。挂片试验^[6]如下：铝溶液反应釜，介质工况为31%盐酸，温度93℃，内盛铝砂，带搅拌装置，挂片时间为1年。试片材质为环氧鳞片及酚醛改性环氧鳞片两种。1年后取出试样测定厚度、做电镜形貌分析磨损情况、做氯元素线扫描分析、做电子能谱渗入介质分布分析，其结果如下。
         ①试片磨损程度取决于材料的耐温能力
   在试验环境条件下，两种试片的表面磨损程度的差别表明材料的耐温能力不同，在高温条件下的强度保持率不同，抗固体物磨蚀能力亦不同。环氧材料耐温性差，故在高温环境下材料本体强度保持率低，在固体物磨蚀作用下，试片表面鳞片裸露、表层疏松，鳞片间树脂有掏空现象。而酚醛物理改性环氧提高了材料的使用温度，在高温条件下的强度保持率高，故表层虽有磨损，但仍致密完整。说明在不同的温度环境条件下，应选用满足环境温度使用要求的树脂材料，以提高衬里使用寿命。
           ②鳞片衬里材料耐磨性能优异
    尽管在高温环境下，材料各种性能有所下降，但在高固体含量的磨蚀作用下，其厚度磨损量却很小，仅分别为140μm和60μm，说明鳞片衬里即使在高温环境条件下仍具有较好的耐磨蚀能力。
           ③鳞片衬里材料抗介质渗透性能优异
   从电镜线扫描及电子能谱分析可得出明确结论，鳞片对介质的渗透的确具有较强的阻挡作用，尽管在高温环境下各种性能有所下降，但介质渗透深度仅分别为环氧试片60μm，酚醛物理改性环氧试片140μm，二者减薄深度加渗透深度均为200μm。
           ④渗透介质分布为平台状态
   渗入介质分布与实验室电镜线扫描研究结果吻合，为平台状分布。

16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
  16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料
  16.8.28.2.2 有机耐高温防腐涂料
16.8.28.2.3 有机-无机杂化耐高温防腐涂料
16.8.28.2.4 颜填料的影响和选择
16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）
  16.8.28.3.1 定义、概述、历史、“迷宫效应”机理
16.8.28.3.2 玻璃鳞片胶泥（/漆）的分类
（1） 市售商品级鳞片胶泥按耐温分类
①中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
②高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
③特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥


16.8.28.3.2 玻璃鳞片胶泥（/漆）的分类
       （1） 市售商品级鳞片胶泥按耐温分类
           市售商品级鳞片胶泥泛指刮抹型的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥。按照采用乙烯基酯树脂原料的不同，衬里制成品具有不同级别的耐温性能，主要分成以下几类。
          ①中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
           中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥指的是以双酚A型乙烯基酯树脂为主体粘结树脂，辅以偶联剂处理的C-玻璃鳞片、耐蚀颜填料以及疏水型气相二氧化硅等助剂，真空高速混合而成的胶泥糊状的防腐材料。可长期使用温度：液态：≤100℃；气态（水分10wt%以下）：≤130℃；干的气态介质中可瞬间（约30min）使用温度：≤150℃
          ②高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
            高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥指的是以酚醛环氧乙烯基酯树脂为主体粘结树脂，辅以偶联剂处理的C-玻璃鳞片、耐蚀颜填料以及疏水型气相二氧化硅等助剂，真空高速混合而成的胶泥糊状的防腐材料。可长期使用温度：液态：≤150℃；气态（水分10wt%以下）：≤180℃；干的气态介质中可瞬间（约30min）使用温度：≤200℃。
           ③特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
           特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥指的是以高交联密度型乙烯基酯树脂为主体粘结树脂，辅以偶联剂处理的C-玻璃鳞片、耐蚀颜填料以及疏水型气相二氧化硅等助剂，真空高速混合而成的胶泥糊状的防腐材料。特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥比高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的绝对耐温更高达250℃（但长期耐温并不比高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥有明显太大优势）：可长期使用温度：气态（水分10wt%以下）：190℃；液态：150℃；干的气态介质中可瞬间（约30min）使用温度：250℃。特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的耐化学腐蚀性能可参照使用的酚醛环氧乙烯基酯树脂原料商提供的耐化性数据表，除具有高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的性能和应用外，尤其适用于有机溶剂、强氧化性介质的场合。
            一般乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配套分为底漆（Bot）、中涂（鳞片胶泥）和面漆（Top），配合固化剂（多为过氧化甲乙酮，也可使用其他固化剂，如过氧化氢异丙苯）进行固化。中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥具有便捷的施工操作性、良好的基材粘结性、较低的固化收缩率、良好的耐蚀性和抗渗性、优异的强度和硬度等特点，广泛应用于酸、碱、盐、有机溶剂等众多气、液、固相的化学腐蚀介质环境的设备和工程防腐，是一种理想的重防腐材料。乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥具有独特的抗渗性能，气体腐蚀介质的渗透率极低；良好的耐酸（含氟酸除外）、碱、盐、部分有机溶剂及一些特殊化学介质性能；中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的耐化学腐蚀性能可参照使用的双酚A型乙烯基酯树脂原料商提供的耐化性数据表，高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥的耐化学腐蚀性能可参照使用的酚醛环氧乙烯基酯树脂原料商提供的耐化性数据表；特别申明的是玻璃鳞片胶泥中含有玻璃鳞片，不耐含氟化学药品的腐蚀，含氟介质请选择使用不含二氧化硅的粉料（如石墨粉）为填料的特种胶泥；与基材的粘结性能强、固化收缩率低、韧性好、综合力学性能优、耐温骤变优；树脂全部固化、表面硬度高、耐磨、易施工、易修补；特别提示的是采用玻璃鳞片的目数大小不一样，鳞片片径不一样，耐蚀填充粉料含量不一样都会影响到最后鳞片胶泥的施工刮抹手感和性能；适用于刮、抹、镘等多种手工作业，标准涂膜为2mm/2-3次涂布，标准整体2.5mm～3.2mm厚的胶泥总涂布量约为4.0kg/m2；底漆和胶泥常选择做成不同颜色，便于辨别底漆中涂施工区域；
         乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥应用主要有以下几个领域：火电厂或其他燃煤、天然气场合的烟气脱硫FGD装置、烟道、烟囱和设备防腐；冶炼厂、化肥厂等烟道防腐；中、强腐蚀介质的气、液、固相介质设备、管道、储槽的内外表面防腐、混泥土建筑物防腐衬里；冶炼、金属表面处理、硫酸、磷化、氯碱、化肥、钛白粉、位于涨落潮水区干湿交替的海上建筑的防腐蚀等行业应用尤广；混凝土建筑物中的地面、排水沟、污(废)水池的耐蚀复盖层、化学储罐（槽）、工业设备装置等的表面防护（如盐酸罐、造粒塔）；玻璃钢-胶泥复合防腐方法、无机耐酸块（板）材-胶泥勾缝挤缝复合防腐方法。

16.8.28 耐温耐蚀涂料
16.8.28.1 耐温耐蚀涂料的概述
16.8.28.2 耐温耐蚀涂料的分类
  16.8.28.2.1 无机耐高温防腐涂料
  16.8.28.2.2 有机耐高温防腐涂料
16.8.28.2.3 有机-无机杂化耐高温防腐涂料
16.8.28.2.4 颜填料的影响和选择
16.8.28.3乙烯基酯玻璃鳞片胶泥（/漆）
  16.8.28.3.1 定义、概述、历史、“迷宫效应”机理
  16.8.28.3.2 玻璃鳞片胶泥（/漆）的分类
（1）市售商品级鳞片胶泥按耐温分类
①中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
②高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
③特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥
（2）市售商品级鳞片胶泥按施工分类
①刮抹型玻璃鳞片胶泥
②可喷涂厚浆型玻璃鳞片涂料
③可喷射杂化型聚合物涂料


（2）市售商品级鳞片胶泥按施工分类
            ①刮抹型玻璃鳞片胶泥
            刮抹型的玻璃鳞片胶泥的树脂含量相比喷涂型玻璃鳞片胶泥（/涂料）要低，也就是说填充玻璃鳞片和粉料更多些，呈泥巴状的浆糊状。施工时采用抹刀、刮板、灰刀、镘刀进行刮抹。目前市面上商品级的三种最常见的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥都是刮抹施工型的。有一个特殊需要提到的点是：刮抹型玻璃鳞片胶泥，强制性采用喷涂施工，也是可以实现的，但需要采用的喷涂设备和现在涂料领域喷涂设备是不一样，需要采用喷涂砂浆、混凝土的专用设备。
          ②可喷涂厚浆型玻璃鳞片涂料
         目前市面上商品级的厚浆型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥，实际应该称为厚浆型乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料。市售还有厚浆型环氧树脂玻璃鳞片涂料。两者基本都是喷涂施工型的。所有能喷涂的鳞片胶泥（涂料）在小面积施工时都可以采用刷涂和滚涂。喷涂型玻璃鳞片胶泥的树脂含量相比刮抹型玻璃鳞片胶泥要高，也就是说填充玻璃鳞片和粉料更少些（实际配方中采用的鳞片目数也更大，更细腻），最终产品呈稀浆料，施工时采用喷涂、刷涂都可以。底漆和面涂本来就是采用滚涂、刷涂或者喷涂施工的。施工现场，通过工人师傅，对待涂布面直接进行喷涂，最终喷涂层的厚度和工程质量和枪手的操作经验等有很大关系。一般采用无气喷涂，漆膜一次可达200μm甚至更厚，有的甚至一次性就可达500μm以上，一到两道就可以满足施工设计厚度要求（一般设计的标准喷涂涂布厚度800μm/2-3次）。
          ③可喷射杂化型聚合物涂料
           目前脱硫防腐领域，市面上商品级的喷射杂化聚合物型涂料，含少量鳞片、粉料等填充料，也有称杂化聚合物的，是以耐高温，耐腐蚀树脂与其他功能性填料，助剂等调制而成的厚膜复合物，应用时实际应该是将整体玻璃钢制品成型制造领域的玻璃钢喷射成型方法(如玻璃钢卫浴背衬喷射成型、玻璃钢储罐罐顶和底座喷射成型)引入到现场防腐内衬施工领域，变原有现场施工玻璃鳞片成分和树脂胶料混合一体化胶泥防腐材料为现场施工短切玻璃纤维原丝和树脂胶料为分步分批在基材表面附着成型的两组分材料，也不同于连续纤维状增强材料（如连续玻璃纤维短切毡、连续玻璃纤维无粘方格布）成型的玻璃钢衬里。喷射杂化型鳞片涂料综合了高性能复合材料及特种涂料的优点：具有高耐腐蚀和耐久性的特点；突出的力学性能和耐热特性；复合层树脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好；施工快捷可靠，效率比手糊的高2～4倍，产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，兼有涂层和整体玻璃钢的应用特性。喷射杂化型鳞片涂料目前的应用：非钢基础内筒湿烟囱防腐；脱硫烟道防腐；FGD设备防腐等。