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1、防腐蚀涂料与涂装第一篇防腐蚀涂料第一章绪论金属腐蚀是金属材料在环境介质作用下发生的化学或电化学反应而引起的破坏和变质，也包括上述作用与机械因素或生物因素的共同作用。所有材料均存在腐蚀问题，如高分子材料的老化、混凝土和砖石的风化和溶蚀等等。腐蚀与防腐科学应包括金属腐蚀与防护和非金属腐蚀与防护。现今，金属材料的腐蚀问题仍然是影响最大，它给国民经济带来的损失是巨大和惊人的，一般谈到的腐蚀主要是指金属材料的腐蚀，其中尤以钢铁的腐蚀最为重要。并且腐蚀还经常引发有害物质泄漏、装置爆炸等恶性突发性事故，直接威胁人身安全和环境保护。材料的腐蚀遍及所有的经济和生活领域，减少腐蚀的危害是国民经济各部门共同关心的问
2、题。拒国外专家估计，如能充分运用现有的腐蚀防护技术，可把腐蚀所造成的损失减少三分之一。有效的防腐蚀措施，不仅可节约资源、能源，减少突发性事故，还能减少环境污染。防腐蚀的方法有许多种，其中涂层防腐由于选择性宽、可用范围广、应用施工方便、节省能源等优点，迄今为止仍是最有效、最经济和应用最普遍的方法。防腐蚀涂装是材料防腐蚀的重要手段之一，其目的是将工作/环境界面代之以工件/涂层/环境界面，利用涂膜的耐蚀、抗渗、缓蚀等功能来保护材料免受环境侵蚀，延长其使用寿命。1.1涂料、涂膜的基本概念1.1.1涂料与涂膜涂料：俗称油漆，是一种涂于物体表面，能形成具有保护、装饰或特殊性能（如绝缘、防腐、标志等）的固态
3、薄膜的一类液体或固体材料的总称。由于早期大多以生漆和桐油为主要原料，故有“油漆”之称。随着石油化工和有机合成工业的发展，涂料原材料日新月异，各种合成树脂在涂料工业中得到广泛应用，涂料的性能得到了极大的提高，应用范围也得到了扩展。常用具体涂料品种名称中用“漆”字表示涂料，如调和漆、底漆等。以防腐蚀为主要功能的涂料称为防腐蚀涂料。涂膜（漆膜和涂层）：是涂料经涂装所形成的连续固态薄膜。涂装：是指涂料涂布到被涂物表面，经固化成膜的工艺。涂装工艺一般由涂前表面处理、涂布、干燥固化三个基本工序组成。1.1.2涂料与涂膜基本术语涂料：涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料之
4、总称。防腐蚀涂料：以防腐蚀为主要功能的涂料。防锈涂料：防止金属受自然因素锈蚀的底涂，也称为防绣底漆。重防腐蚀涂料：在苛刻腐蚀环境下应用，并且有长效使用寿命的涂料。玻璃鳞片涂料：以耐蚀树脂为主要成膜物质，将薄片状的玻璃鳞片以高浓度分散在基料中制成的原浆型涂料。有机涂料：主要成膜物质由有机物组成的涂料。无机涂料：主要成膜物质由无机物组成的涂料。色漆：含有颜料的一类涂料，涂于基材时，能形成具有保护、装饰或特殊性能的不透明漆膜。厚漆：颜料份很高的、奖状的色漆。使用前需加适量的清油调稀。调和漆：一般指不需调配即能使用的色漆。以油脂为单一成膜物制成的调和漆称为油性调和漆；以油脂为主，加入少量的松香脂、酚醛
5、树脂等制成的调和漆称为磁性调和漆。磁漆、瓷器：施涂后所形成的漆膜坚硬、平整光滑，外观通常类似于搪瓷的色漆。其漆膜的光泽可变化于有、无之间。底漆：多层涂装时，直接涂到底材上的涂料。中间漆，二道底漆，二道浆：多层涂装时介于底漆与面漆之间，用来休整不平整表面，或增厚的色漆。面漆：多层涂装时，涂于最上层的色漆或清漆。清漆：不含着色物质的一类涂料。涂于底材时，能形成具有保护、装饰或特殊性能的透明漆膜。曾称为凡立水。溶剂型涂料：完全以有机物为溶剂的涂料。水性涂料：完全或主要以水为介质的涂料。粉末涂料：不含溶剂的粉末状涂料。双组分涂料：双包装涂料，两种组份分装的、使用前必须按规定比例调合的涂料。漆料：一般指
6、色漆的液相部分。（21）基料，漆基：漆料中的不挥发组分，它能形成漆膜并黏接颜料。（22）成膜物（质）：漆基能单独形成有一定强度、连续的膜的物质。（23）树脂：一类固态、半固态或假固态、相对分子质量一定的聚合物。有时也可以是液态的聚合物。通常有软化或熔融的温度范围，软化时，在应力作用下有流动的倾向。（24）合成树脂：由简单的小分子化合物通过化学反应（如加聚或缩聚反应等）制得的树脂。（25）增塑剂：增韧剂，可增强漆膜柔韧性的物质。（26）溶剂，真溶剂：在通常干燥条件下可挥发的，并能完全溶解漆基的单组分或多组分的液体。（27）助溶剂：在通常干燥条件下可挥发的液体。它本身没有溶解成膜物质的能力，但若以
7、适当的比例与某种成膜物质的溶剂混合，则能增强溶剂的溶解能力。（28）稀释剂：单组分或双组分的挥发性液体。加入涂料中能降低其黏度。（29）颜料：通常是粉状、不溶于介质的有色物质，由于它有光学、保护、装饰等性能而用于涂料。（30）防锈颜料：具有阻碍金属锈蚀功能的颜料。（31）体质颜料，填充料：通常是白色或略带颜色的、折射率小于1.7的一类颜料，由于它的物理或化学性能而用于涂料。（32）染料：天然或合成的、能溶于介质的有色物质，它能使漆膜具有所需的颜色。（33）催干剂：通常是可溶于有机溶剂和漆基的有机金属化合物。在氧化干燥型的涂料中加入适量的催干剂，可加速其干燥过程。（34）底材，基底：涂有色漆（或
8、清漆）涂层或要涂色漆（或清漆）的各种材料，主要指其表面。（35）涂层：经施涂所得到的连续膜。（36）底涂层：在底材上，涂底漆所形成的涂层。（37）隔离涂层，封闭涂层：用于隔离上层涂料和下层表面，防止它们相互之间发生物理或化学作用的涂层。（38）中间涂层：介于底涂层和面漆层之间的涂层。（39）面涂层：涂料配套体系的最后一道涂层，与环境接触。（40）干燥：液态漆膜转变成固态漆膜的整个过程。（41）自（然）干（燥）：在常温空气中涂层自然干燥的过程。（42）烘（烤）干（燥）：用加热的方法使涂层干燥的过程。（43）色漆或清漆配套体系：欲涂或已涂于底材上的整套色漆或清漆涂层。（44）涂层系统：由同种或异种
9、涂层组成的系统。（45）耐丝状腐蚀性：涂膜抗丝状腐蚀的能力。（46）老化性：涂膜受大气环境作用发生的变化。（47）抗冲击性：涂膜抗冲击作用的能力。（48）回黏：干燥膜又复出现黏滞状态的现象。（49）发白：一般由潮气、起霜所致有机涂膜的变白或失去光泽现象。（50）起皱：在干燥过程中涂膜经常由于表干过快所引起的折起现象。（51）起泡：涂层因局部失去附着力而离开基底（底材）鼓起，使漆膜呈现似圆形的凸起变形。泡内可含液体、水蒸气、其他气体或结晶物。（52）咬底：在干燥膜上施涂其同种或不同种涂料时，在涂层施涂或干燥期间使其下的干燥膜发生软化、隆起或从底材上脱离的现象（通常的外观如起皱）。（53）剥落：一
10、道或多道涂层脱离其下涂层，或者涂层完全脱离底材的现象。同义词：脱落、脱皮。（54）粉化：漆膜表面由于一种或多种漆基的降解以及颜料的分散，而呈现出疏松附着细粉的现象。（55）针孔：一种在漆膜中存在着的类似于用针刺成的细孔病态。它是由于湿漆膜中混入的空气泡和产生的其他气泡破裂，且在漆膜干燥（固化）前不能流平而造成，也由于底材处理或施涂不当（漆膜过厚等）而造成。（56）流挂：涂料施涂于垂直面上时，由于其抗流挂性差或施涂不当、漆膜过厚等原因而使湿膜向下移动，形成各种形状下边缘厚的不均匀涂层。（57）缩孔：漆膜干燥后仍滞留的若干大小不等、分布各异的圆形小坑的现象。此病态俗称为“麻坑点”。1.2涂料防腐蚀
11、特点及在防腐蚀领域中的地位涂料涂装防腐蚀技术长久以来作为简单方便的防腐蚀方法,在国民经济中扮演着十分重要的角色,它不仅保护着金属材料、混凝土、木材等材料所生产和制造的各式各样制品，而且具有装饰美化等特殊作用。在各种防腐蚀技术中，涂料防腐蚀技术具有许多独特的优越性，是最经济、应用最广泛的有效保护方法，在防腐蚀领域中占有重要地位。涂料涂装防腐蚀特点主要体现在： 涂膜自身对酸碱盐的惰性决定了其在金属发生电化学腐蚀的情况下具有耐蚀性；高分子树脂及无机成膜物的介电常数高，阻止了腐蚀电路的形成，从而起到隔离腐蚀介质、保护基材的作用。 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。有的
12、工件可在工厂作业线上涂装，有的可在设备的使用现场和工程工地进行。易于现场维护、维修、更新，可在设施和工程不停止生产和运行的情况下进行施工。工期短，对生产影响小。 涂装防腐可与其它防腐措施配合使用，从而获得极完善的防腐蚀系统。 可供选择的品种多，能适合多种用途。随着石油化工工业的发展，涂料工业已形成以合成树脂和无机材料为主体的精细化工行业，能生产包括个大类千余个涂料品种。 在防腐蚀保护的同时，还具有装饰、标志、伪装、放火、润滑、防噪音等功能。 涂料成本和施工费用低于其他防腐蚀措施。一般情况下，涂层较薄，抗渗、保护性能有限，机械强度有限，在使用中易被损伤，对强腐蚀介质和高温的耐受性有限，所以在高温
13、、强腐蚀介质以及经常磨损和经受强外力的场合，涂料防腐蚀受到一定的限制。但是随着高分子化工的发展，新型固化树脂的出现，涂装技术的发展而新型重防腐涂装体系不断诞生，以及与衬里技术的融合，采用涂装技术可达到衬里的防腐蚀效果，如鳞片重防腐蚀涂料、粉末涂料、喷塑、聚脲弹性体覆盖层等，在苛刻的腐蚀环境下也具有较好的保护寿命。在防腐工程中，涂料不但用于设备的外表，也广泛地应用在设备的内表面。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、防绣油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究等七大防腐技术投资中，涂料防腐蚀投资的经费占62.5%，由此可见涂料防腐的重要地位和研究开发的活跃程度。1.3防腐蚀涂料
14、的发展及趋势涂料用于防腐蚀已有数千年的历史，早在几千年前，人们就已用大漆进行木器的防腐和装饰，并达到较高的水平。涂料的发展一般可分为天然成膜物质的使用、涂料工业的形成和合成树脂涂料的生产三个发展阶段。中国是世界上使用天然气成膜物质涂料大漆最早的国家，春秋战国时代就掌握了熬炼桐油制涂料的技术；公元前的巴比伦已使用沥青作为木船的防腐涂料，希腊人掌握了蜂蜡涂饰技术；长沙马王堆出土汉墓的漆棺和漆器，做工细致，漆膜坚韧，保护性能良好。1.4防腐蚀涂料的分类及命名1.4.1防腐蚀涂料种类防腐蚀涂料种类很多,从不同角度出发,可分为不同的种类:1防锈涂料：防止金属受自然因素锈蚀的底涂从对涂料的保护作用出发 2
15、.主要包括：预涂底涂、富锌涂料、带锈涂料、一般防锈涂料 3.防腐涂料：防止材料受化学介质的腐蚀从对涂料的保护效果出发：1.一般防腐蚀涂料：在一般的腐蚀环境下应用，保护寿命有限，涂膜较薄（一般厚度0.10.15mm） 2.重防腐蚀涂料:在苛刻腐蚀环境下应用，并具有长效使用寿命的涂料(一般要求:化工大气、海洋环境，t1015年； 3.酸、碱、溶剂介质，t5年）从腐蚀环境出发：海洋防腐蚀涂料、大气防腐蚀涂料、地下防腐蚀涂料等；从应用功能性出发：耐热防腐蚀涂料、耐磨防腐蚀涂料、抗静电防腐蚀涂料等；从保护对象出发：管道防腐蚀涂料、船舶防腐蚀涂料、化工设备防腐蚀涂料、建筑防腐蚀涂料等；从涂料形态出发：无溶剂、水性、粉末、溶剂型防腐蚀涂料等； 从成膜物类别出发：有机防腐蚀涂料（热塑性、热固性），无机防腐蚀涂料等。上述各种分类只是强调某一方面,无法全面反映防腐蚀涂料的特征.防腐蚀涂料是涂料产品的一个组成部分,按国际标准依据主要成膜物质划分的类型中,它分布在17个大类中,按特征和主要用途划分的基本品种中,它们属于基本品种代号在5059的防腐蚀涂料.但防腐蚀漆的重要品种,如防锈漆、船舶漆等另有品种
