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1、船舶漆和集装箱漆 钢铁腐蚀电化学机理 铁 水 碳 Fe+ e Fe+ O2 H2O OH- 阳极反应：Fe Fe+2e 阴极反应：2H+ 2e H2 或： 2H2O + O2 +4e 4OH- 在溶液中： Fe+ + 2OH- Fe(OH)2 在水和氧的作用下， Fe(OH)2 生成水合氧化铁 即铁锈： 2Fe(OH)2 +H2O +1/2 O2 Fe2O3 .3H2O 在电化学腐蚀中， 被腐蚀的是阳极 防腐蚀涂层的作用 防腐蚀涂层 通过以下作用来防止基体腐蚀 一、屏蔽作用:： 涂层的屏蔽作用在于使金属和 环境隔离以免其受其腐蚀。根据电化学腐蚀原 理，涂层下的金属发生腐蚀必须有水、氧、离 子的
2、存在，和离子导通的途径。因此如果要防 止金属发生腐蚀，就要求涂层能阻挡水、氧和 离子透过涂层达到金属表面。屏蔽效果取决于 涂层的抗渗透性。 因此通常采用屏蔽性较好的树脂(如环氧 、氯化橡胶、煤焦油、乙烯类）、片状颜料； PVC 含量低于CPVC，并且涂层厚度较厚。 二、缓蚀作用 ： 在涂层含有化学防锈颜料 情况下，当有水存在时，从颜料中解离 出缓蚀离子，后者通过各种机理（如铬 酸盐、钼酸盐和红丹等与铁表面反应生 成致密的氧化物保护层；磷酸盐与铁反 应生成磷酸铁保护层）使腐蚀电池的一 个或两个电极极化，提高阳极电位或降 低阴极电位，从而减少电位差而抑制腐 蚀进行。故缓蚀作用 能弥补屏蔽作用的 不
3、足。 三、阴极保护作用： 油漆中加入对基体金属能成 为牺牲阳极的金属粉，如腐蚀电位比铁更低的 金属锌粉（Fe的电位为-0.44V; Zn的电位为- 0.76V), 则钢铁表面转化成阴极而得到保护, 而锌 则成为阳极被牺牲掉了。且其加量又足于使金 属粉之间以及金属粉和基体金属之间达到电接 触程度（如锌粉含量占油漆固体成分的80%以 上）。富锌底漆对于钢铁的保护即在于此. 浸水部位 浸水部位 船壳底部是浸泡在海水中的部分，在这个部位上 通常涂上防锈底漆后再涂以防污面漆，使其既能 防止海水对船底钢板的腐蚀，又能防止海洋附着 生物在海底的附着。 油漆体系：防锈底漆+连接漆+防污漆 （250u）（75u
4、） （250u） 防锈漆的漆膜对水、氧和离子的渗透性要小，否 则会引起漆膜的起泡脱落；此外对钢板或车间底 漆必须具有很好的附着力。 到目前为止，船壳底部的底漆主要采用 环氧焦油涂料、环氧涂料、氯化橡胶系 涂料或乙烯-焦油涂料等涂料。 片状颜料如铝粉、云母、滑石粉以及玻 璃鳞片经常使用。 H2O 鳞片 金属 近来，由于对环保的要求逐步提高，氯 化橡胶涂料的使用渐渐受到限制。为了 适应这种趋势，船舶用底漆开始逐渐使 用乙烯-焦油、环氧焦油和无焦油环氧涂 料、乙烯改性环氧系的涂料。但是，由 于乙烯-焦油系涂料含有焦油成分，当防 污面漆涂料施工使用时，会出现渗色（ Bleeding）现象，使表面颜色不
5、均匀。 为消除由于焦油的“渗色（Bleeding）”而造 成的表面缺陷，最近很多用户选用以铝 粉作为阻断剂（Barrier）的乙烯封闭漆， 为了简化涂装工序，有时也采用兼有底 漆和封闭漆性能的乙烯改性环氧系涂料 。 环氧涂料或环氧焦油沥青涂料固化以后，漆膜 光硬。若在其上再涂其它涂料，会发生层间附 着力差的情况。船底部位需在下水前才涂防污 漆，而那时离喷涂环氧或环氧焦油沥青涂料底 漆会有很长一段时间，底漆已完全固化：解决 的方法就是在末道环氧涂料后，接着就涂装一 层连接漆Tie coat，连接漆通常是乙烯系涂料 或氯化橡胶涂料。这些涂料是溶剂挥发型涂料 ，不论漆膜干了多久，在其上面再涂漆时也不
6、 会产生层间附着问题。 现在，各大油漆公司为使用上的方便，把大气 中使用的防锈漆和船底防锈漆统一起来，都生 产出各自的通用底漆，可在船上任何一个部位 上（除了化学品舱和饮水舱）。这种通用底漆 是由环氧/聚酰胺系防锈漆（大都含有铝粉）。 底漆和连接漆涂装后，通常还要进行2次以上 的防污涂装（面漆涂装）。防污涂膜的厚度根 据下一次船坞维修时间、船速、船的类型和航 线来制定。通常，一个维修周期至少要12个月 以上，但最近有延长维修周期以提高经济效益 的趋势。 自抛光防污漆是由甲基丙烯酸和其他丙 烯酸类单体聚合而成的高聚物和氧化亚 铜组成的。这种高聚物在海水中逐步水 解，水解后的树脂变成了水溶性，逐步
7、 在海水中溶解，不断露出新的表层，使 海生物没有固定的繁殖的条件。在防止 海生物污损的同时起到抛光的作用。 目前能达到TBT-SPC同等效果、防污期效达5年 的可水解树脂主要有丙烯酸铜树脂、丙烯酸锌 树脂和丙烯酸甲硅烷树脂。 无锡自抛光防污漆使用的毒料是氧化亚铜和环 保的有机防污剂。其中氧化亚铜的用量： 30%50% 自抛光防污漆寿命和漆膜厚度成正比，厚200U 的漆膜以每月平均消耗8U，则在24个月内可维 持良好的防污性能。 OrganoOrgano Tin Polymer for Self-Polishing Coating(SPC) Tin Polymer for Self-Polish
8、ing Coating(SPC) - - MethacrylicMethacrylic Acid + Acid + TributyltinoxideTributyltinoxide Tributyltinmethacrylate Tributyltinmethacrylate(TBTMA) Copolymer : The most effective AF (TBTMA) Copolymer : The most effective AF - TBTMA Copolymer is easily - TBTMA Copolymer is easily depolymerizeddepolymer
9、ized in pH8.1-8.3 sea water as in pH8.1-8.3 sea water as CH3 CH3 CH3 CH3 C4H9CH3 CH3 CH3 CH3 C4H9 -(CH2-C)m-(CH2-C)n- -(CH2-C)m-(CH2-C)n- + C4H9- -(CH2-C)m-(CH2-C)n- -(CH2-C)m-(CH2-C)n- + C4H9-SnSn-OH(or -OH(or ClCl) ) C=O C=O COOH COOCH3 C4H9 C=O C=O COOH COOCH3 C4H9 O O ( or O O ( or COONaCOONa )
10、) SnSn(C4H9)3 CH3(C4H9)3 CH3 TBTMA Copolymer Solved in Sea Water TBTO(or TBTC) Biocide TBTMA Copolymer Solved in Sea Water TBTO(or TBTC) Biocide - Do not act as Biocide in polymer stage.- Do not act as Biocide in polymer stage. - Through Hydrolysis, TBTO(TBTC) act as Biocide.- Through Hydrolysis, TB
11、TO(TBTC) act as Biocide. - Carboxyl functional polymer is slowly- Carboxyl functional polymer is slowly disolved disolved in sea water, the solubility in sea water, the solubility rate is depend on No. of COOH. rate is depend on No. of COOH. H2O NaCl R R1 R R1R R1 R R1 -(CH2-C)m-(CH2-C)n- -(CH2-C)m-
12、(CH2-C)n- + R2COOM-(CH2-C)m-(CH2-C)n- -(CH2-C)m-(CH2-C)n- + R2COOM + + + Cu + Cu+2 +2 Cu-O-C=O C=O C=O C=O Cu-O-C=O C=O C=O C=O O O OH R3 O O OH R3 C=O R3 C=O R3 Copper-Copper-AcrylateAcrylate Copolymer Copolymer MethacrylicMethacrylic acid copolymer Carboxylic Acid Base Copper Ion acid copolymer Carboxylic
