防腐涂层构造底中面
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
金属及非金属（重要的如混凝土）防腐工艺为表面处理和涂层防护两大块。涂层防护体系结构又分成三部分，底涂，中涂及面涂，也有省略中涂层的，直接为底涂层和面涂层；但是一些中涂层的性能作用已经隐藏于面涂层中了。所以，防腐涂层构造依然是底涂，中涂和面涂“三驾马车”，相互配合协调，共同为延长被保护层的使用寿命发挥着各自的功能作用。
金属及混凝土基层防腐底涂料是最先接触被保护层的材料，常言道“万丈高楼平地起”，说明了基础的重要性。因此防腐底涂层是整个防腐涂层体系的关键，也是除了表面处理之外的最重要的防腐工艺质量控制点。具体说来，防腐底涂层的功能作用有以下几点：1. 防腐底涂层为整个防腐涂层体系提供高强的附着力，保证涂层系统与被保护层的良好链接，防止涂层脱落。混凝土防腐底涂层还具有渗透锚固的作用，除了增强附着力外，还有封闭毛细孔通道的效果，阻止水分，湿气及其他污染物的上浮，影响上层涂料的涂覆。防腐底涂层也可以改善一些塑料表面能，提高上层涂料的粘结力。2. 防腐底涂层具有物理隔离屏蔽作用，将外来腐蚀介质与被保护层基体隔离开来，形成防腐涂层体系中的初始第一道防腐墙。当这道墙被击穿后，整个防腐涂层体系就会崩塌，导致防腐失效。3. 防腐底涂层对于金属基体具有缓蚀和钝化的作用。一些金属防腐底涂层涂料中含有防锈颜料，会在溶液中解离出缓蚀离子，使得金属基体钝化，不再深层次的发生腐蚀，抑制了腐蚀的进程，保护了金属基体。4. 防腐底涂层涂料中含有的磷化液可以与金属形成耐蚀的磷酸盐络合物，从而阻止腐蚀的发生。如乙烯基磷化底漆（参看笔者“乙烯基底漆不是漆”的文章），虽然归于表面处理剂；但是其与环氧底漆共同协同作用形成底漆体系，因此也可以将其归入防腐底涂料体系的一部分，底涂料络合物的形成有效的阻断了腐蚀的继续发生。5. 防腐底涂层阴极保护作用。金属热喷涂，如喷锌，喷铝等喷涂层既是底涂层也是面涂层，其为一种特殊涂层；还有富锌类底涂层，都具有比钢铁电位低的金属元素，能够在腐蚀环境中形成原电池。原电池中低电位金属元素作为阳极被消耗掉；而钢铁作为阴极而得到保护，从而延缓钢铁材料腐蚀的发生。
防腐涂层体系中的中间涂层被防腐界戏称为“夹心饼干”，比喻形象而又贴切。防腐中涂就是位于防腐涂层底涂层与面涂层之间。中涂在防腐涂层体系中发挥着重要的作用，最经典的中涂材料就是“环氧云铁”，其在大型的钢结构，桥钢箱梁防腐涂层构造中具有不可取代的位置。虽然一些防腐涂层没有中间层；但是一些防腐涂层的中间层功能已经隐藏在面漆里面。混凝土中间层似乎没有中间层；但是其中的砂浆层，腻子层可以被认为是有效的中间层。所以，防腐涂层体系中的中间涂层是一个泛概念，也就是说无中涂的防腐涂层体系只是“合并同类项”而已。防腐涂层体系中涂的作用如下：1. 防腐涂层体系中，中涂可以增加涂层体系总厚度，增大防腐能力，填补底涂层表面缺陷。如中涂材料环氧云铁，一次性成膜厚度达到60μm以上，减少了涂层道数，降低了施工成本；也可以将底涂层表面针眼，坑洼等缺陷找平填补。混凝土中涂砂浆层，腻子层就是满足设计厚度并且能够填补找平的最好的中涂代表结构层。2. 防腐涂层体系中，中涂层连接底涂层和面漆具有很好的缓冲作用。中涂层不但可以降低防腐涂层体系涂膜内部体积的收缩率和内应力；而且可以吸收和阻隔涂膜内部残留的应力传递，因此能够避免由于应力问题引起的涂层脱落，是长效防腐的重要组成部分和涂层工艺体系。3. 防腐涂层体系中，中涂层具有很好的抵抗腐蚀介质的能力。金属防腐涂层体系，中涂材料颜料大部分为薄片状结构，与球状颜料相比，具有更高的的纵横比。其粒子长度与厚度之比要比要比其他传统的无定形颜料高，在涂膜中显示层层叠片状排列。当腐蚀介质接触涂层表面，通过由片状粒子形成的层状结构的通道渗入涂料层，传输距离大大延长。因此，可以阻止水汽，氧气及腐蚀介质的渗透，大幅度延长介质渗透路径和时间，形成真正的“迷宫效应”，从而大大延长了防腐涂层的使用寿命。4. 防腐涂层体系中，特别是金属防腐涂层体系，中涂层颜料具有较好的粗糙度，有利于与底涂和面涂的良好结合及牢固附着。因此采用附着力及防腐性能较好的环氧树脂与抗渗性很强的“迷宫效应”薄片状颜料强强联合，制成涂膜坚韧，耐磨，耐冲击，并且耐受一些化学品及海水的中涂涂料，如代表性中涂材料“环氧云铁”等。5. 防腐涂层体系中，特别是金属防腐涂层体系，“环氧云铁”中涂还具有耐酸，耐碱，耐盐，价格相对低廉的特点，其快干，高膜厚及冬季环境下可施工性降低了施工条件限制，有效的利用了时间，大大的缩短施工工期。
防腐涂层中的面层是整个涂层构造体系中的最外保护层，具有“盔甲”的保护作用，能够抵抗外环境介质的破坏能力，是最为关键性因素的第一道“防线”。如果这道防线被破坏，就会大大降低防腐涂层的防护能力，单独依靠中涂层和底涂层是不足以抵抗外环境介质破坏力的，因而大大缩短被保护物体的使用寿命。另外，面涂层还具有装饰效果，一旦被破坏，就会失去装饰效果，影响防腐涂层与周边环境的协调关系。当然在防腐蚀项目中，耐蚀作用永远是排在第一位的，可是在6S管理中，装饰效果也不能忽略，有一些表面装饰色彩还是重要的安全警示标识，因此防腐涂层结构中的面涂层不但要“耐蚀”还要“耐看”。防腐涂层构造中面层的具体作用如下：1. 防腐涂层构造面层具有外保护作用，是抵抗外环境破坏的“第一道防线”。2. 防腐涂层构造面层具有耐腐蚀，耐老化，耐黄变的性能。3. 防腐涂层构造面层具有耐划伤，耐磨，抗冲击性能。4. 防腐涂层构造面层具有特殊功能型作用。5. 防腐涂层构造面层具有装饰美化效果。
了解防腐涂层构造底涂，中涂，面涂相关知识和作用及它们之间的关系，对于防腐施工技术人员，特别是对防腐涂层结构的配套具有重大意义。一个完美的防腐涂层构造配套可以最大限度的降低腐蚀所带来的损失，大大的延长耐蚀时间，有效的发挥涂层最佳的保护作用。一个缺陷的防腐涂层构造配套，会导致防腐涂层失效，带来经济损失，甚至是灾难性危害。所以防腐蚀技术人员充分掌握防腐涂层构造底涂，中涂，面涂的配套及其相互协调关系是必备的知识和技术能力，也是应对千变万化腐蚀环境下保护材料的精准选择。
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