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1、1 全面腐蚀控制2005 年第 19卷第 5期1 概述在化工、 石油、 食品、 轻工等行业中， 绝大多数设备、 管道由于腐蚀介质的存在而发生腐蚀， 腐蚀介质的浓度、 温度随时变化， 因此腐蚀非常严重。用各种防蚀材料做成覆盖层或衬里，可使金属设备与腐蚀介质完全隔离， 防止设备的腐蚀与磨蚀， 提高设备的耐蚀性、 耐磨性、 安全性和延长使用寿命。在各种防腐技术中， 由于涂料防腐施工简便， 适应性广， 不受设备面积、 形状的约束， 重涂和修复方面费用低而得到广泛应用。据日本腐蚀和防腐蚀协会调查表明，在涂料、金属表面处理、耐腐蚀材料、 防锈油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究等七大防腐技术投资中，涂料防腐蚀
2、投资的经费占60 % 以上， 由此可见涂料防腐的重要地位和研究开发的活跃程度。重防腐涂料(Heavy - duty Coating) 是指在苛刻的腐蚀环境使用， 包括底漆和面漆的配套涂料。重防腐有两方面的含义，一是指腐蚀环境恶劣 ； 二是指保护寿命长。所以， 使用寿命更长， 适应更苛刻环境的涂料， 均可称为重防腐涂料。重防腐技术是由一般防腐发展而来的， 重防腐涂料的应用涉及工矿企业、 能源工业、 交通运输及海洋工程等各个领域。化工、 石油化工、钢铁及大型矿山冶炼的管道、 贮槽、 设备等的应用最为广泛。其中常用的重防腐涂装材料有 ： 磷化底漆、 富锌底漆、 环氧树脂涂料、 聚氨酯树脂涂料、氯化橡
3、胶类涂料、 玻璃鳞片涂料、 环氧树脂粉末涂料等等，其中环氧树脂涂料往往与富锌底漆配套使用，适用于工业生产中严重腐蚀环境， 尤其适用于各种贮罐内表面的涂装。每年世界上约有40 %以上的环氧树脂用于制造环氧涂料，其中大部分用于防腐领域。环氧防腐涂料是目前世界上应用最为广泛、 最为重要的重防腐涂料之一。目前，国内外正在开发具有耐摩擦性、耐冲击性、 长期耐候性的高性能重防腐涂料， 以减少涂装次数， 降低涂装费用。武汉现代工业技术研究院研究成功的新型IPN 防腐涂料， 采用了目前最新型的高分子体系能常温固化的高分子互穿网络体系(简称为IPN) 。这种涂料主要由环氧、聚氨酯、聚酯、烯烃聚合物组成， 不同的
4、聚合物之间自交联， 互穿三维结构成网络， 比单一的环氧、 聚氨酯或烯烃类聚合物的性能成倍地提高， 该涂料固体份可达99.8 %， 对于同等厚度涂层， 单位面积涂料的使用量较其它溶剂型涂料品种减少30%左右。该涂料耐酸、 碱、 盐雾、 油等化学品腐蚀性能优良，抗冲磨、 耐水解、耐老化性能优异， 在一般气候条件地区， 室外使用寿命可达十年重 防 腐 涂 料 及 其 应 用冯辉霞 崔锦峰 俞树荣 王 毅（兰州理工大学石油化工学院，甘肃 兰州 730050）摘 要：本文简要介绍了重防腐涂装技术、重防腐涂料，列举了一些重防腐涂装的典型实例。关键词：重防腐 涂料 Heavy-Duty Anticorros
5、ive CoatingsFeng Huixia Cui Jinfeng Yu Shurong Wang Yi(College of Petrochemical Technology，Lanzhou University of Technology， Lanzhou Gansu，730050 )Abstract: Technique of heavy-duty anticorrosive painting briefly is presented. Typical examples of heavy-duty anticorrosivecoatings are enumerated.Keywod
6、s：heavy-duty anticorrosive; coatings作者：冯辉霞，女，博士在读，副教授，硕士生导师，专业方向高分子材料及其应用。全 面 腐 蚀 控 制 TOTAL CORROSION CONTROL第 19 卷第 5期 2005 年 10 月Vol.19 No.5 Oct. 2005 2全面腐蚀控制2005 年第 19卷第 5期以上，特别适用于高塔、桥梁、建筑设施、化工管道与设备等大型钢铁构件的保护和装饰。2 重防腐新涂料我国的防腐蚀涂料研究开发发展很快，在传统的常用的防腐蚀涂料的基础上开发出了许多性能优异的新型防腐蚀涂料，并应用于实际工程中，实践证明， 这些新型防腐蚀涂料
7、性能优异， 有些品种的性能指标已赶上或超过国外的同种涂料， 如HFP快速固化防腐粉末涂料、DS - 2 耐高温水性带锈漆、YJ F - 氟橡胶重防腐涂料等等。我国的涂料的研究开发也在朝无毒(或低毒) 、无污染、省能源、经济高效的方向发展， 这是与国外涂料发展方向一致的。在化工、 石油化工行业的应用中， 重防腐涂料体系以其优异的防腐蚀性能、较长的使用寿命，简便的施工和修复等优点，得到越来越广泛的研究和应用。2.1 鳞片玻璃重防腐涂料鳞片玻璃是指厚度为 34m 的鳞片状薄玻璃制品。主要用合成树脂的混合材料和防腐蚀涂料等领域作为重要添加剂材料， 配合使用的底层树脂有环氧类和聚酯类等树脂。一般在厚度为
8、1mm的涂料层中约有120150 片层叠的玻璃鳞片，它可以防止腐蚀性离子和雨水的浸透。使用这种鳞片玻璃涂料时， 要在钢材等金属物体表面预先涂布上一层打底材料， 然后再涂上一层2001000m 厚的鳞片玻璃涂料。美国康宁玻璃公司是世界上最早研制开发生产鳞片玻璃的玻璃商 ； 日本的旭玻璃纤维公司也从美国康宁公司引进了鳞片玻璃的生产技术， 并开始批量生产。这种用于重防腐涂料的鳞片玻璃在欧美市场上十分走俏，欧美工业界已将其用于海上石油钻井平台、工业原油贮油罐罐体内部的涂层防腐， 其耐腐蚀能力长达几十年以上。日本的石油、 海洋构筑物、 工业用贮油罐及工业贮存构筑物等的防腐作业中已广泛应用了这种产品。吉林
9、石化研究院开发的鳞片玻璃重防腐涂料，是将玻璃的性能与耐腐蚀的树脂性能结合起来， 形成独特的屏蔽结构，它能替代塑料、橡胶、玻璃钢衬里材料，使玻璃鳞片填充涂层成为保护金属及混凝土表面的高性能涂层材料。产品具有独特的屏蔽结构， 优良的防腐性能， 且施工方法简便， 广泛用于石油化工、 海上设施、管线外表、贮罐和非铁质的构件等，已在吉化污水厂、吉化炼油厂等水处理装置上应用，效果良好。我国的玻璃鳞片涂料研究发展很快，应用也日益广泛， 由中国石油天然气总公司管道科学研究院开发研制的GH - 8和GHL -9玻璃鳞片涂料，主要用于原油贮罐、成品油罐、地下管道和化工设备。如GH - 8型玻璃鳞片涂料用于某厂氯乙
10、烯转化器内壁防腐， 在60浓 HCl 介质中使用，效果良好，GH - 8 型用于盐酸贮罐内壁，HCl浓度32% ，常温使用效果良好。玻璃鳞片树脂还经常应用于容器密封和设备修补上。如某厂用玻璃鳞片填充耐腐蚀树脂复合材料修补搪玻璃设备，效果良好。2.2 环氧重防腐涂料环氧重防腐涂料以环氧树脂为漆基，用特种橡胶和煤焦沥青、 石油树脂等加以改性， 加入颜料、填料、助剂及固化剂，制成双组份重防腐涂料(I型、II型) 。环氧重防腐涂料属于物理防腐型，有诸多品种如：环氧煤沥青、环氧铁红、环氧云铁、环氧铝粉、环氧玻璃鳞片涂料等。该类涂料能形成致密的抗渗透性漆膜， 有效阻止水气和氧气等腐蚀介质与钢铁表面接触，
11、防止腐蚀发生， 具有良好的耐酸、 碱、 盐腐蚀，耐大气腐蚀和耐磨损、 涂层附着力强、 收缩率低、机械性能高、 无针孔、 电绝缘性能好， 一次成膜厚度可达150400 m。该类涂料适用海洋石油钻井平台驻船舶、油气田输油、气、水管道、城市自来水、煤气管道、 矿山和矿井下设施、 机车车辆等钢结构和钢筋混凝土结构的防腐。该类涂料在国内外均被应用于各类管道防腐，尤其在我国， 环氧煤沥青涂料是埋地管道防腐的主力品种，取得了良好效果。PL 型环氧煤沥青管道重防腐涂料由特种树脂、煤焦沥青、防锈颜料、助剂、溶剂、固化剂等组成，分A、B 组份包装。该涂料具有优异的防锈性和耐化学腐蚀性。良好的物理机械性能，附着力强
12、，漆膜坚韧，耐磨、耐水、耐海水、耐盐雾性能佳。在埋地管道外壁的防腐施工中经缠绕玻璃布， 固化后形成类似玻璃钢结构的涂衬层， 具有优异的电绝缘性。适用于海上构件、各种输水、输液、输气管道、 地下管道、 贮罐、 污水处理设备及化工设冯辉霞等 重防腐涂料及其应用3 全面腐蚀控制2005 年第 19卷第 5期备、混凝土构件、厂房等。环氧煤沥青涂料以良好的性能和低廉的价格得到广泛应用，但是，由于煤焦沥青是强烈的致癌物质， 严重影响施工人员的身体健康， 目前在欧洲的造船行业已被禁止使用， 取而代之的是无焦油改性环氧涂料。随着我国环保法规和健康意识的不断加强和提高，环氧煤沥青涂料被取代也是势在必然。江苏兰陵
13、化工集团公司研制开发的环氧重防腐涂料，由环氧树脂、改性树脂、变性酚醛胺、特重防锈颜料、 填料、 助剂等组成，属于环保型涂料。对基材表面有很大的容忍性，可带锈涂装(只需清除表面的浮锈)，可在潮湿的被涂物表面上涂装；涂料底面合一，一次涂装干膜可达125m；能低温固化，具有优异的物理机械性能和耐腐蚀性。TF无溶剂重防腐涂料是以环氧树脂为基料， 经增韧改性，采用价格便宜的惰性矿产鳞片为填料，与活性稀释剂、 颜料等复配研磨而成的一种安全、 无毒、 无溶剂型涂料。该涂料有效成分高达95 %左右， 粘结力强，防蚀性能、机械性能、电性能突出，避免了由于溶剂挥发而造成的能源浪费和对环境的污染，可适用于各种腐蚀环
14、境的防护，其防腐蚀效果是一般防腐涂料的数倍。该涂料施工性能好，既可刷涂、辊涂，也可采用高压无气喷涂机喷涂，一次喷涂厚度可达100300m， 施工效率高。涂料施工前为液体状， 封装在标准的铁制圆筒容器内，涂料所用的固化剂为无毒的胺改性固化剂， 可使涂料在5 以上充分固化， 涂层具有良好的韧性和密实性。主要用于地下管道、交通设施、 海上设施、 金属结构、 环保工程设施的防腐。2.3 高氯化聚酚烯特种重防腐涂料高氯化聚酚烯特种重防腐涂料是将特种高分子材料改性， 使改性后的成膜物间具有互补兼容的独特性能， 是氯化高聚物家族中的新成员， 具有优异的耐候和光老化，耐酸、碱、盐、油等化学介质和工业气体的侵蚀
15、， 耐高低温冷热交变性， 良好的物理机械性能，附着力强，干燥速度快，涂层坚韧耐磨，装饰性强，防腐性能稳定持久， 施工方便应用面广，底漆具有良好的防锈性， 中漆依着极性基因之间的吸力和胀溶性， 使层间界面的高分子链缠结密着， 将底面漆粘结为一体；面漆为鳞片状体，所加入重防腐超细填料，定向平行重叠排列，形成“鱼鳞”式的搭接，将整个涂层封闭为一体。涂料广泛用于石油、 化工、 冶金、机械、造船、能源、交通等行业，是化工设备防腐和金属制品防锈佳品。2.4 富锌涂料富锌涂料是一种含有大量活性颜料锌粉的涂料，其干膜锌粉含量在 85 95 % 之间，常用作底漆使用。有机富锌涂料采用漆基为：氯化橡胶、 环氧树脂
16、、聚苯乙烯、聚氨酯、环氧聚酰胺等，无机富锌涂料采用基料为：碱性硅酸盐、烷基硅酸酯等。该类涂料具有较好的耐蚀性、 耐水性和耐磨性， 在化工、石油行业中经常采用，效果良好。具有代表性的无机富锌涂料有：无机富锌底漆，包括醇溶性硅酸锌底漆和水溶性硅酸锌底漆、 环氧富锌底漆。无机富锌涂料属于电化学防腐型， 该类涂料含有大量比钢铁活泼的锌粉。腐蚀发生时， 锌粉起到牺牲阳极的作用，使钢铁得以保护。国外已成功地将水性硅酸锌涂料用于长输管道的防腐，其中著名的应用实例有澳大利亚 Morgan -Wyalla 油管，油管长达 250km ，采用水性硅酸锌为防锈涂料， 效果很好。以色列、 韩国采用环氧富锌底漆代替热喷锌，用于地下管道防腐，亦取得良好效果。由于水性硅酸锌涂料价格昂贵且对底材表面处理要求极为苛刻， 在我国鲜有将该涂料用于长输管道的工程实例， 而醇溶性硅酸锌涂料已广泛应用于高温工艺管道，取得了良好效果。使用富锌类涂料应特别注意的是锌在常温下相对铁是阳极，但在一定温度范围内(76.7104.4) ，锌对铁来说就变成了
