金属防腐领域涂料的种类和研究进展

金属防腐领域涂料的种类和研究进展





金属的腐蚀，是金属受环境介质的化学或电化学作用而被破坏的现象。金属的腐蚀遍及国民经济各个领域，给国民经济带来了巨大的损失。在工业发达的国家中，腐蚀造成的直接经济损失占国民经济总产值的1%～4%，每年腐蚀生锈的钢铁约占产量的20%，约有30%的设备因腐蚀而报废。在中国，由于金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上，占国民生产总值的4%。

长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防止腐蚀的发生。其中，金属设备防腐蚀最有效、最常用的方法之一是在金属表面涂敷防腐蚀涂层，以隔绝腐蚀介质与金属基体。防腐涂料和其它涂料一样，其配方组成主要包括基料(树脂)、颜填料和溶剂。基料树脂是成膜物质，是涂料中的主要成分，它的分子结构决定着涂料的主要性能；颜填料是用来辅助隔离腐蚀因素的，根据作用机理又可分为防锈颜料和片状填料；溶剂分为有机溶剂或水，用来溶解基料树脂，便于成膜。本文拟对常用金属防腐涂料的最新研究进展作一综述。

环氧树脂涂料环氧树脂是平均每个分子含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂以其易于加工成型、固化物性能优异等特点而被广泛应用，通过环氧结构改性、环氧合金化、填充无机填料、膨胀单体改性等高性能化后可以制成防腐涂料。环氧树脂涂料有优良的物理机械性能，最突出的是它对金属的附着力强；它的耐化学药品性和耐油性也很好，特别是耐碱性非常好。环氧树脂涂料的主要成分是环氧树脂及其固化剂，辅助成分有颜料、填料等。

不锈钢粉末是最近几年发展起来的金属颜料，由于其具有不活泼性，特别是在高温强蚀环境中的防护性极好，所以既可用来作为主要颜料，也可作为复合颜料的一部分，与粘合剂组成防护性涂料。M.Selvaraj研究发现，通过极化方法可以实现不锈钢颜料与环氧树脂的最优化组合，生成的粉末环氧涂料可以弥补环氧树脂表面耐磨性差的缺点，从而可以直接用于露天环境。该涂料是双组分涂料，一部分是将70%的环氧树脂溶于甲基异丁酮、二甲苯、丁基合成橡胶等溶纤剂；另一部分则是由70%的聚酰胺溶于二甲苯而得，使用时将两者混合即可。通过力学、加速寿命、电化学等方法测试可知，该涂料有良好的力学性能及在NaCl等溶液中长期保持金属形貌稳定的特性。

为了提高环氧树脂涂料的耐热性，人们利用硅酮的耐热性将少量硅酮树脂与环氧树脂混合制成新的耐热防腐涂料。这是因为硅酮中—Si—O—Si—的存在使涂料具有良好的热稳定性，而—Si—C—则保证了涂料的固体成分。先将环氧树脂与甲基异丁酮等混合组成溶剂，然后将硅酮树脂加入上述溶剂，再用二甲苯进行稀释，并加入聚酰胺作为固化剂。通过分光镜和电化学显微镜观察可发现涂料的热稳定性有了显著提高，对甲苯、三氯基甲苯等溶剂也有良好的抵抗力。另外，M.Dhanalakshmi等研究了环氧树脂涂料，发现它在潮湿的环境下防腐能力较差，使用酮亚胺代替常见的聚酰胺、聚胺，由于酮亚胺水解后生成的胺可以与环氧树脂作用，从而达到耐水防腐目的。如果将环氧树脂与氯化橡胶、硅酮树脂共混生成聚合物-聚合物类型涂料，利用橡胶对水蒸气等腐蚀介质的阻隔性和硅酮的耐高温性，可以用单层涂膜来实现普通多层薄膜的防护功能。