[科普中国]-防腐蚀涂料

防腐蚀涂料指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能（绝缘、防锈、防霉、耐热等）的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。合成树脂已大部分或全部取代了植物油，故称为涂料。作用主要有三点：保护，装饰，和掩饰产品的缺陷，提升产品的价值。

主要类型环氧防腐蚀涂料环氧防腐蚀涂料通常由环氧树脂和固化剂两个组分组成。固化剂的性质也影响到漆膜的性能。常用的固化剂有：脂肪胺及其改性物，特点是可常温固化，未改性的脂肪胺毒性较大，芳香胺及其改性物，特点是反应慢，常须加热固化，毒性较弱，过氯乙烯漆，聚酰胺树脂，特点是耐候性较好，毒性较小，弹性好，耐腐蚀性能稍差，酚醛树脂、脲醛树脂等其他合成树脂。

油脂涂料油脂涂料是以干性油为主要成膜物的一类涂料。其特点是易于生产，涂刷性好，对物面的润湿性好，价廉，漆膜柔韧，但漆膜干燥慢，膜软，机械性能较差，耐酸碱性、耐水性及耐有机溶剂性差。干性油常与防锈颜料配合组成防锈漆，用于耐蚀要求不高的大气环境中生漆生漆又称为国漆、大漆，是我国特产之一。

生漆生漆是从生长着的漆树上割开树皮流出来的一种乳白色粘性液体，经细布过滤除去杂质即是。它涂在物体表面上后，颜色迅速由白变红，由红变紫，时间较长则可变成坚硬光亮的黑色漆膜。漆酚是生漆的主要成分，含量达30%~70%。一般讲，漆酚含量越高生漆质量越好。生漆附着力强、漆膜坚韧、光泽好，它耐土壤腐蚀，较耐水、耐油。缺点是有毒性，易使人皮肤过敏。此外它不耐强氧化剂，耐碱性差。

改性生漆乳胶漆有不少改性的生漆乳胶漆，不同程度上克服了上述缺点树脂涂料酚醛树脂涂料：主要有醇溶性酚醛树脂、改性酚醛树脂、纯酚醛树脂等。醇溶性酚醛树脂涂料抗腐蚀性能较好，但施工不便，柔韧性、附着力不太好，应用受到一定限制。因此常需要对酚醛树脂进行改性。如松香改性酚醛树脂与桐油炼制，加汝各种颜料，经研磨可制得各种磁漆，其漆膜坚韧，价格低廉，广泛用于家具、门窗的涂装。纯酚醛树脂涂料附着力强，耐水耐湿热，耐腐蚀，耐候性好。环氧树脂涂料：环氧涂料附着力好，对金属、混凝土、木材、玻璃等均有优良的附着力，耐碱、油和水，电绝缘性能优良。但抗老化性差。1

影响因素防腐蚀涂料的成膜物质在腐蚀介质中具有化学稳定性，其标准与成膜物质的组成和化学结构有关。主要是看它在干膜条件下是否易与腐蚀介质发生反应或在介质中分解成小分子。

无论从防电化学腐蚀还是从单纯的隔离作用考虑，防腐蚀涂料的屏蔽作用都很重要，而漆膜的屏蔽性取决于其成膜物的结构气孔和涂层针孔。水、氧和离子对漆膜的透过速度是不同的。水的透过速度远远大于离子。氧的透过比较复杂，与温度关系很大。水和氧透过漆膜后可在金属表面形成腐蚀电。离子透过漆膜较少，可不考虑它们对底材金属的直接作用，但会增加漆膜的导电率。

当成膜物结构中分子有较多的官能团时，乳胶漆膜的结构气孔少，并且在成膜过程中能彼此反应，形成交联密度高的网状立体结构，从而增强涂料的防腐蚀性。漆膜的物理机械性能在很大程度上影响到防腐蚀涂料的防腐效果。它们与成膜物的分子量、链节、侧基因等有关。颜料、填料的影响在涂料中着色颜料起着色作用，体质颜料则用来调节漆膜的机械性能或涂料流动性。对于防腐蚀涂料，除了上述两种颜料外，还加有以防腐蚀为目的的颜料：一类是利用其化学性能抑制金属腐蚀的防锈颜料；另一类是片状颜料，通过物理作用提高涂层的屏蔽性。防锈颜料又可分为碱性颜料、可溶性颜料和金属粉末颜料三种碱性颜料。

碱性颜料与油性类成膜物反应可生成金属皂，如红丹、一氧二铅、氰氨化铅、碱式铬酸铅、铅酸钙和碱式硫酸铅等。金属皂与水接触后，其分解物可起到缓蚀作用。另外，生成金属皂时漆膜提高了对环境的屏蔽作用。碱性颜料使漆膜和金属的界面保持微碱性，也起到防蚀作用。可溶性颜料，过氯乙烯漆通常为铬酸盐颜料。这些颜料与水分接触后溶解出铬酸根离子。铬酸根离子具有强氧化作用，可使金属表面钝化，从而起到防蚀作用。2

保护作用防腐涂料在被涂物底材表面干燥固化后形成的涂层，它的保护作用主要有以下三种，屏蔽作用，根据电化学腐蚀原理，钢铁的腐蚀必须要有氧气，水和离子的存在，以及离子流通分导电的途径，漆膜阻止了腐蚀介质和材料表面的存在，隔断腐蚀电池的通路增加了电阻，水，氧和离子对漆膜的渗透速度是不同的，水的渗透速度远远大于离子和氧，理直渗透漆膜较少，可以不考虑它们对底材金属的直接作用。结合了高密度过氯乙烯漆喷涂聚脲弹性涂料是新一代国际最新防腐蚀技术的代表，国际上注明的石油管道公司都是使用了聚脲防腐层，值得一提的是，喷涂聚脲弹性涂料用于管道接口，具有优异的施工性能，一般直管部分能保持和好的连续性和完整性，使整个管道系统密封完整，无接缝，确保了管道的整体防腐蚀性能，采用这种涂层的最大优势就是，被涂管件不用加热，聚脲成型时是放热反应。

因此，即使管子表面温度很低，仍可快速成型与热收缩套有良好的粘结力，可与主管用热收缩套连接，乳胶漆防腐蚀层性能的良好，剥离强度65传统的重防腐蚀涂层需要保证其厚度，已达到高防渗透和防腐蚀的目的，由于溶剂型涂料固体分低，一次喷涂厚度有限。因此为了达到应有的厚度规范，通常要多涂覆，而聚脲弹性体和传统喷涂工艺不同的是具有独特的快速的施工性能，物料反应速度极快，喷涂100㎡的面积仅需30min，施工效率非常高，避免了一般涂层材料施工时的污染受施工场所华宁影响的缺点但会增加漆膜的电导率，片状颜料在涂层中能屏蔽水、氧、离子等腐蚀因子透过，切断涂层中的毛细孔，相互平行交叠的鳞片在涂层中底漆了主要会的片状颜料有云母粉，铝粉，云母氧化铁，玻璃鳞片。

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防腐涂料防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。3

防腐原理一般防腐涂料的防腐原理在于化学、物理和电化学方向，以下是详细解释：

防腐的化学原理

防腐的化学原理就是将有害的酸碱物质中和为中性的无害物质，来保护防腐涂层内的材料不受腐蚀性物质的侵害。防锈涂料中经常添加一些两性化合物，例如氢氧化铝、氢氧化钡和氧化锌等，这些物质很容易和酸碱有害物发生化学作用，而实现防腐效果。

防腐的物理原理

防腐的物理原理就是以防腐涂层将被保护材料与外界的腐蚀性物质隔离开。防锈涂料的物理原理就是使用成膜剂来获得致密的防腐涂层，来隔离防腐作用对被保护材料的伤害，例如含铅的涂料和油料反应后就能形成铅皂，来保证防腐涂层的致密性。

防腐的电化学作用

防腐的电化学作用是指在防锈涂料中添加一些特殊的物质，这样在水分和氧气通过防锈涂料时会发生反应而形成防腐离子，使钢铁等金属的表面钝化，从而阻止金属离子的溶出，到达防腐的目的，这种特殊物质中最常见的就是铬酸盐。

应用领域第一、改善金属的本质（合金处理）

国外的许多学者就进行了各种合金元素对钢材耐海水腐蚀性能影响的研究。发现以Cr、Ni、Cu、P、Si以及稀土等为基的合金钢材，有优异的防腐性能，并在此基础上开发了一系列耐海水腐蚀用钢。然而基于经济和工艺因素的考虑，上述元素并未在耐海水腐蚀钢材中大量使用。

第二、形成保护层（涂覆非金属或金属保护层）

金属保护层主要是对镀层金属进行磷化处理、氧化处理、钝化处理；非金属保护层主要是将涂料油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层。这两种保护层的目的均是起到隔绝基材与海水接触，代替基材与海水反应，从而形成保护。

防腐涂料应用领域主要有以下五个方面：

①新兴海洋工程：海上设施、海岸及海湾构造物、海上石油钻井平台；

②现代交通运输：高速公路护栏、桥梁、船艇、集装箱、火车及铁道设施、汽车、机场设施；

③能源工业：水工设备、水罐、气罐、石油精制设备、石油贮存设备（油管、油罐）、输变电设备、核电、煤矿；

④大型工业企业：造纸设备、医药设备、食品化工设备、金属容器内外壁、化工、钢铁、石化厂的管道、贮槽、矿山冶炼、水泥厂设备、有腐蚀介质的地面、墙壁、水泥构件；

⑤市政设施：煤气管道及其设施（如煤气柜）、天然气管道、饮水设施、垃圾处理设备等。4

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学