重防腐ppt(2)課件(PPT 25頁)

1、重防腐涂料制作：傅燕飛 方祿輝 馬亞飛 林雨第1頁，共25頁。重防腐涂料目錄概念及意義重防腐涂料及涂裝特點(diǎn)重防腐涂料的應(yīng)用領(lǐng)域常用重防腐涂料介紹重防腐涂料的作用機(jī)理 我國(guó)重防腐涂料的發(fā)展第2頁，共25頁。什么是重防腐涂料？防腐涂料，一般分為常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規(guī)防腐涂料是在一般條件下，對(duì)金屬等起到防腐蝕的作用，保護(hù)有色金屬使用的壽命。重防腐涂料(Heavy - duty Coating)是指相對(duì)常規(guī)防腐涂料而言，能在相對(duì)苛刻腐蝕環(huán)境里使用， 包括底漆和面漆的配套涂料。重防腐有兩方面的含義，一是指腐蝕環(huán)境惡劣 ； 二是指保護(hù)壽命長(zhǎng)。所以， 使用壽命更長(zhǎng)，

2、適應(yīng)更苛刻環(huán)境的涂料， 均可稱為重防腐涂料。第3頁，共25頁。第4頁，共25頁。重防腐涂料的意義重防腐涂料是高性能的防腐蝕涂料 與常規(guī)防腐蝕涂料相比，它能夠在苛刻的腐蝕環(huán)境中應(yīng)用， 例如， 重防腐蝕涂料可用于 C5-1 ( 嚴(yán)重腐蝕的工業(yè)區(qū)) 和C5-M( 嚴(yán)重腐蝕的海洋環(huán)境 ) ， 而常規(guī)防腐蝕涂料就難以勝任。 一般重防腐涂 料在海洋環(huán)境和化工大氣下， 至少可使用 10年以上； 而在酸、 堿、 鹽及溶劑介質(zhì)中， 且有一定溫度的條件 下， 通常也可使用 5 年以上， 而常規(guī)防腐蝕涂料無法 實(shí)現(xiàn)，在苛刻腐蝕環(huán)境下，常規(guī)防腐蝕涂料要花上 2 - 3 倍于重防腐涂料的成本費(fèi)用才能應(yīng)付。故重防腐 涂料

3、因苛刻環(huán)境而生， 為重大設(shè)施履行其重要使命。 第5頁，共25頁。 重防腐涂料特點(diǎn)多層涂料膜厚度 特點(diǎn)高性能重 防腐涂料 的一般干膜厚度要達(dá)到 2 0 0 m或 3 0 0 m 以上 ，厚者更可以達(dá)到 5 0 0 2 0 0 0 m。重防腐涂料一般由底漆、 中間層 、 面漆等三部 分組成對(duì)各種腐蝕性介質(zhì)有 良好的耐蝕性 ，在嚴(yán)酷 的腐蝕環(huán)境中使用 ， 防腐期長(zhǎng)達(dá) 1 0 5 0年。 第6頁，共25頁。重防腐涂料所用樹脂 重防腐涂料發(fā)展的關(guān)鍵是高性能的耐腐蝕合成樹脂的開發(fā)。 對(duì)合成樹脂的要求主要是 ： 對(duì)金屬 有 良好的附著力 ， 有良好的物理一 機(jī)械性能 ， 對(duì)各 種介質(zhì)( 化工氣體 、 酸 、

4、 堿 、 鹽 和溶劑) 有優(yōu) 良的耐 蝕性， 能有效地抵制各種介質(zhì)對(duì)涂層的滲透 ， 能在 各種條件下進(jìn)行方便的施工并達(dá)到對(duì)涂層厚度和 涂層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。 目前，在重防腐涂料中較常用的樹脂是酚醛樹脂、 環(huán)氧樹脂 、 聚氨酯 和含氯的聚乙烯類樹脂 ,還有用丙烯酸、有機(jī)氟樹脂及高耐蝕性的不飽和聚酯樹脂等。 第7頁，共25頁。重防腐涂料所用的填料、 顏料 ( 1 )填料 ： 填料主要選擇耐酸堿 、 耐化學(xué)介質(zhì) 腐蝕的硅鹽類 ， 如滑石粉、 硅藻土、 石英粉等。 ( 2 )顏料： 顏料選擇耐化學(xué)介質(zhì)優(yōu) 良的鈦 白 粉 、 酞菁藍(lán) 、 氧化鐵紅、 炭黑、 氧化鉻綠 、 導(dǎo) 電炭黑 等 。 第8頁，共25

5、頁。 重防腐涂料的作用機(jī)理一、成膜劑的作用 在采用防腐涂料進(jìn)行防腐時(shí)，防腐涂料能夠起到增強(qiáng)極化的作用，這種作用主要是靠防銹顏料來實(shí)現(xiàn)的，而增大防腐涂層內(nèi)部電阻主要決定于防腐涂料中的樹脂（成膜劑）的種類。支配腐蝕環(huán)境中防腐涂層電阻大小的是水、氧、電解質(zhì)及其它有害物質(zhì)對(duì)防腐涂層的透過率。但是防腐涂層表面往往存在許多肉眼看不到的微小針孔，由于這些針孔的存在，外部的腐蝕性物質(zhì)還是會(huì)滲入防腐涂層內(nèi)部與底金屬發(fā)生反應(yīng)引起金屬腐蝕。因此必須增加防腐涂層的層數(shù)，使針孔減少到最低限度，才能起到防腐作用。不同的樹脂（成膜劑）產(chǎn)生的針孔數(shù)量不同，防腐效果也不同。一般來說，合成樹脂、天然樹脂或纖維素、天然橡膠的衍生物

6、等作為成膜劑的涂層比油性防腐涂料的防腐涂層產(chǎn)生的針孔要少，有較好的防腐效果。第9頁，共25頁。二、防銹顏料的作用 用于防腐涂料的防銹顏料的種類較多，其常見有以下幾種： 與成膜劑起反應(yīng)形成致密的防腐涂層； 顏料是堿性物質(zhì)，溶于水則形成堿性環(huán)境； 水溶性的成分到達(dá)金屬表面使表面鈍化； 與酸性物質(zhì)反應(yīng)使其失去腐蝕能力； 水溶性成分或與成膜劑的反應(yīng)生成物在水中溶解變?yōu)榉栏煞值?。防銹顏料的上述防腐作用通常是同時(shí)存在的，其防腐機(jī)理包括下列物理的、化學(xué)的、電化學(xué)的三個(gè)方面。第10頁，共25頁。物理防腐作用。適當(dāng)配以與油性成膜劑起反應(yīng)的顏料可以得到致密的防腐涂層使物理的防腐作用加強(qiáng)。例如含鉛類顏料與油料反應(yīng)

7、形成鉛皂使防腐涂層致密，從而減少了水、氧有害物質(zhì)的滲透。磷酸鹽類顏料水解后形成難溶的堿式酸鹽，具有堵塞防腐涂層中針孔的效果。而鐵的氧化物或具有鱗片狀的云母粉、鋁粉、玻璃薄片等顏料填料均可以使防腐涂層的滲透性降低，起到物理的防腐作用?；瘜W(xué)防腐作用。當(dāng)有害的酸性堿性物質(zhì)滲入防腐涂層時(shí)，能起中和作用變其為無害物質(zhì)，這也是有效的防腐方法。尤其是巧妙地采用氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鋇等兩性化合物，可以很容易地實(shí)現(xiàn)中和酸性或堿性的有害物質(zhì)而起防腐作用，或者能與水、酸反應(yīng)生成堿性物質(zhì)。電化學(xué)防腐作用。從涂層的針孔滲入的水分和氧通過防腐涂層時(shí)，與分散在防腐涂層中的防銹顏料反應(yīng)形成防腐離子。這種含有防腐離子的濕氣

8、到達(dá)金屬表面，使鋼鐵表面鈍化(使電位上升)，防止鐵離子的溶出，鉻酸鹽類顏料就具有這種特性。或者利用電極電位比鋼鐵低的金屬來保護(hù)鋼鐵，例如富鋅涂料就是由于鋅的電極電位比鋼鐵低，起到犧牲陽極的作用而使鋼鐵不易被腐蝕。第11頁，共25頁。重防腐涂料的應(yīng)用領(lǐng)域 ( 1 )新興的海洋工程：如海上設(shè)施、 海岸及海 灣構(gòu)造物、 海上石油鉆井平臺(tái)等，這正是我國(guó)今后 “ 十二五” 規(guī)劃所迫切需求的。 ( 2)現(xiàn)代交通運(yùn)輸：如高速公路護(hù)欄、 橋梁、 船 舶、 集裝箱、 火車及鐵道設(shè)施 、 大飛機(jī)、 汽車、 機(jī)場(chǎng)設(shè) 施等， 這也是我國(guó)“ 十二五” 規(guī)劃所迫切需求的。 ( 3)能源工程：如水利設(shè)備、 水缸、 氣缸、

9、石油 精制設(shè)備、 石油貯存設(shè)備( 如油管、 油缸等 ) 、 煤礦、 輸變電設(shè)備等， 特別是新能源， 如水電、 風(fēng)電、 太陽能 和核電等， 這也是我國(guó) “ 十二五” 規(guī)劃所迫切需求的。 第12頁，共25頁。4)大型工業(yè)企業(yè)：如造紙?jiān)O(shè)備、 醫(yī)藥設(shè)備、 食 品化工設(shè)備、 金屬容器內(nèi)外壁、 化工、 鋼鐵、 石化廠的 管道、 貯槽、 礦山冶煉、 水泥廠設(shè)備、 有腐蝕介質(zhì)的地 區(qū)、 墻壁和水泥構(gòu)件等。 ( 5)市政設(shè)施 ：如煤氣管道及其設(shè)施、 天然氣管 道、 飲水設(shè)施、 垃圾處理設(shè)備等。第13頁，共25頁。第14頁，共25頁。常用重防腐涂料介紹環(huán)氧重防腐涂料環(huán)氧重防腐涂料以環(huán)氧樹脂為漆基，用特種橡膠和煤焦

10、瀝青、石油樹脂等加以改性，加入顏料、填料、助劑及固化劑，制成雙組份重防腐涂料(I型、II型) 。環(huán)氧重防腐涂料屬于物理防腐型，有諸多品種如：環(huán)氧煤瀝青、環(huán)氧鐵紅、環(huán)氧云鐵、環(huán)氧鋁粉、環(huán)氧玻璃鱗片涂料等。該類涂料能形成致密的抗?jié)B透性漆膜， 有效阻止水氣和氧氣等腐蝕介質(zhì)與鋼鐵表面接觸， 防止腐蝕發(fā)生， 具有良好的耐酸、 堿、 鹽腐蝕，耐大氣腐蝕和耐磨損、涂層附著力強(qiáng)、收縮率低、機(jī)械性能高、無針孔、電絕緣性能好，一次成膜厚度可達(dá)150400 m。第15頁，共25頁。該類涂料適用海洋石油鉆井平臺(tái)駐船舶、油氣田輸油、氣、水管道、城市自來水、煤氣管道、 礦山和礦井下設(shè)施、 機(jī)車車輛等鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

11、的防腐。該類涂料在國(guó)內(nèi)外均被應(yīng)用于各類管道防腐，尤其在我國(guó)， 環(huán)氧煤瀝青涂料是埋地管道防腐的主力品種，取得了良好效果。PL 型環(huán)氧煤瀝青管道重防腐涂料由特種樹脂、煤焦瀝青、防銹顏料、助劑、溶劑、固化劑等組成，分A、B 組份包裝。該涂料具有優(yōu)異的防銹性和耐化學(xué)腐蝕性。良好的物理機(jī)械性能，附著力強(qiáng)，漆膜堅(jiān)韌，耐磨、耐水、耐海水、耐鹽霧性能佳。在埋地管道外壁的防腐施工中經(jīng)纏繞玻璃布， 固化后形成類似玻璃鋼結(jié)構(gòu)的涂襯層， 具有優(yōu)異的電絕緣性。適用于海上構(gòu)件、各種輸水、輸液、輸氣管道、地下管道、貯罐、污水處理設(shè)備及化工設(shè)備、混凝土構(gòu)件、廠房等。第16頁，共25頁。鱗片玻璃重防腐涂料鱗片玻璃是指厚度為34

12、m 的鱗片狀薄玻璃制品。主要用合成樹脂的混合材料和防腐蝕涂料等領(lǐng)域作為重要添加劑材料， 配合使用的底層樹脂有環(huán)氧類和聚酯類等樹脂。一般在厚度為1mm的涂料層中約有120150 片層疊的玻璃鱗片，它可以防止腐蝕性離子和雨水的浸透。使用這種鱗片玻璃涂料時(shí)， 要在鋼材等金屬物體表面預(yù)先涂布上一層打底材料， 然后再涂上一層2001000m厚的鱗片玻璃涂料。第17頁，共25頁。氟碳涂料 氟碳涂料是以有機(jī)氟聚合物或有機(jī)氟改性聚 合物為主要成膜物質(zhì)的涂料， 碳氟鍵離解鍵能高達(dá) 4 60 M/mo l ( CH鍵能為 413 KJ/mol ,CC鍵能為347 KJ/mol) ， 而且碳氟鍵又很短 , 所以氟樹

13、 脂有 良好的力學(xué)性能和優(yōu)異的耐化學(xué) 品性 、 耐候 性、 耐久性、耐腐蝕性。1 9 6 1年， 以偏 氟 乙烯 ( P V D F ) 為代表的氟樹脂涂料問世以來， 氟樹脂 品種發(fā)展十分迅速。這種高性能的氟樹脂涂料具 有 2 0年的戶外耐久性， 在國(guó)內(nèi)外引起了極大的重 視， 已在耐酸雨涂料、 耐溫防腐涂料、 防污涂料等 方面得到應(yīng)用。 但是 P V D F不溶于普通有機(jī)溶劑， 不能在常 溫下固化， 為了保證施工性能， 常需要涂裝底漆， 施工性能較差 第18頁，共25頁。 富鋅涂料 目前在鋼結(jié)構(gòu)重防腐領(lǐng)域， 全世界都已普遍進(jìn) 入以富鋅涂料為底漆的重防腐涂裝時(shí)代。這些富鋅 底漆在加速腐蝕測(cè)試中表

14、現(xiàn)出了對(duì)底材的杰出保護(hù) 性能， 因此直到目前， 在重防腐領(lǐng)域其它傳統(tǒng)防銹顏 料體系的性能仍然無法達(dá)到富鋅底漆的水平。 現(xiàn)在富鋅涂料中多采用鱗片狀鋅粉替代球狀鋅粉。富鋅涂料的防腐機(jī)理是在腐蝕的前期,通過鋅粉的溶解犧牲，對(duì)鋼鐵起到陰極保護(hù)作用； 在 后期，隨著鋅粉的腐蝕,在鋅粉顆粒中間沉積了許 多腐蝕產(chǎn)物,，這些較密而微堿性腐蝕產(chǎn)物不導(dǎo)電，填塞了顏料層，阻擋屏蔽腐蝕因子的透過，即后階 段是由屏蔽作用而起防腐蝕效果 。 第19頁，共25頁。富鋅涂料種類有機(jī)富鋅有機(jī)常用環(huán)氧樹脂、 氯化橡膠、 乙烯基樹脂和聚氨 酯樹脂為成膜基料 ， 最為常用的是環(huán)氧富鋅涂料 ， 其中聚酰胺 固化環(huán)氧富鋅底漆是有機(jī)富鋅底

15、漆中 應(yīng)用最大的品種之一。鋅是作為犧牲極 的顏填料 與樹脂 、 填料 、 溶劑聚合成涂料 ， 對(duì)金屬基材面進(jìn) 行保護(hù)， 但缺乏給予金屬基材面實(shí)施重防腐的功 能特性。因此基于富鋅涂料的研究主要集中在無 機(jī)領(lǐng)域 。 溶劑型無機(jī)富鋅溶劑型無機(jī) 富鋅涂 料是以正硅酸 乙酯為成膜物 質(zhì)， 正硅酸乙酯吸收空氣中的水分發(fā)生水解反應(yīng) 生成大分子量的低聚物， 當(dāng)溶劑揮發(fā)后形成膜， 低 聚物繼續(xù)吸收水分交聯(lián)生成高聚物。水性無機(jī)富鋅水性無機(jī)富鋅涂料是以硅酸鹽為基料， 利用空 氣中二氧化碳和水汽與硅酸鹽進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生碳酸 鹽的同時(shí)， 鋅粉與硅酸鹽反應(yīng)生成硅酸鋅高聚物。 但是由于水性富鋅涂料是以水為溶劑， 水的 汽化熱較

16、高， 會(huì)導(dǎo)致水型比有機(jī)型實(shí)干慢一些， 受 周圍環(huán)境的溫度、 濕度等因素影響， 溫度太低或太 高均會(huì)導(dǎo)致涂膜龜裂。第20頁，共25頁。我國(guó)重防腐涂料的發(fā)展在國(guó)外日益重視重防腐涂料的研究開發(fā)的同時(shí)，我國(guó)也加快了重防腐涂料的研究與生產(chǎn)， 認(rèn)識(shí)到了在化工、石油等行業(yè)中，由于苛刻腐蝕介質(zhì)和介質(zhì)的高溫、高流速、 沖擊等因素， 使得重防腐涂料的開發(fā)應(yīng)用成為一種趨勢(shì)， 一方面重防腐涂裝有優(yōu)秀的防腐能力， 另一方面它的使用壽命大大延長(zhǎng)， 尤其對(duì)現(xiàn)代化連續(xù)的大生產(chǎn)， 更能顯示出卓越的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)生產(chǎn)的重防腐涂料固體分含量高( 75 %) ，重防腐的復(fù)合膜厚達(dá)150 400m，能承受苛刻的環(huán)境條件， 有效使用壽命5 8年， 某些品種達(dá)15 年以上， 是防腐蝕介質(zhì)能力更強(qiáng)、 功效更好、 時(shí)效更長(zhǎng)的重防腐涂料體系，單品種重防腐涂料的綜合性能有一定的缺陷， 使用有局限性， 而重防腐涂料體系是多種涂料的有機(jī)結(jié)合，它使涂層的綜合性能得到充分發(fā)揮。第21頁，共25頁。我國(guó)的防腐蝕涂料研究開發(fā)發(fā)展很快，在傳統(tǒng)的常用的防腐蝕涂料的基礎(chǔ)上開發(fā)出了許多性能優(yōu)異的新型防腐蝕涂料，并應(yīng)用于實(shí)際工程中，實(shí)踐證明， 這些新型防腐蝕涂料性能優(yōu)異， 有些品種的性能指標(biāo)已趕上或超過國(guó)外的同種涂料， 如