材料腐蚀与防护论文

材料腐蚀与防护论文

课题： 重防腐涂料的的现状及其发展前景

班级： 034111 班号： 01 学号： 20111000007 姓名： 赵 琴

重防腐涂料的的现状及其发展前景

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，并对工业防腐涂料行业发展现状及未来发展趋势进行了阐述. 关键词：重防腐、涂料、防腐配套

Heavy-Duty Anticorrosive Coatings

Abstract： Technique of heavy—duty anticorrosive painting briefly is presented. Typical examples of heavy—duty anticorrosive coatings are enumerated.and elaborates anti—corrosion coatings industrial current situation and development tendency。

Keywods：heavy—duty anticorrosive; coatings；anticorrosion coating system

1、前言

腐蚀会造成巨大损失。目前全世界每年因腐蚀造成的经济损失约在10 000 亿美元, 约为地震、水灾、台风等自然灾害总和的6 倍, 2000 年美国因腐蚀造成的损失达到3 000 多亿美元， 而2001年经测算中国的这一数字已达4 000 亿人民币[1 ］ 。可见腐蚀的防护十分重要。

提到防腐蚀, 不能不提到涂料与涂层防腐。这是因为, 首先它可供选择的品种多， 用途广泛， 涂覆于金属表面可以保护其不受环境的侵蚀, 同时赋予美观、伪装等作用; 其次是施工简便, 适应性广， 不受设备面积、形状的约束， 重涂和修复方便; 最后涂料防腐可与其他防腐蚀措施联合使用，便可获得较完善的防腐系统.世界各国的防腐蚀实践证明： 涂料涂层防腐蚀是最有效、最经济、应用最普遍的方法.

从20 世纪60 年代开始， 由于大型工程的出现和人们对防腐涂料应用条件、使用时效要求的不断提高, 出现了重防腐的提法。重防腐涂料是指能在恶劣腐蚀环境下应用并具有长效使用寿命的涂料［2］ , 其有两方面的含义： 一是指腐蚀环境恶劣，二是指保护寿命长。现代工业技术的发展为重防腐涂料提供了广阔的空间.金属与非金属防护理论、现代表面技术、新兴合成材料、防锈颜料、先进的涂装设备、现代检测技术等现代科学技术的发展为重防腐涂料提供了良好的技术物质条件， 推动了重防腐涂料的进步和发展。可以说， 重防腐涂料的发展水平标志着一个国家防腐涂料的发展水平甚至标志着一个国家的科技发展水平。 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、重防腐涂料的配套[3］

0

所有的重防腐涂料都是配套使用的。在长期实践中不同的领域积累了丰富的经验，形成不同的配套体系.其中有涂料供应商针对自己的系列产品推荐的配套体系，也有不同应用部门的设计单位制定的标准配套体系.选择配套体系时应注意如下几点：

①、所选涂料和配套体系在相似应用环境下使用的业绩

②、底漆与面漆的配套性，层间附着力， 是否出现咬底、裂纹等涂装缺陷 ③、底漆与面漆之间是否需要中间层，涂料的施工性能与施工方法和设备的适应性

④、涂装道数、时间间隔、干膜厚度、单位面积涂装量等基础参数的确定是配套体系的重要内容当然也包括了最佳性能价格比的选择

⑤、新制作设备和维护保养用的涂料配套体系也有所不同。

现代涂料技术和涂装设备的发展推动重防腐涂料向高固体分和无溶剂及厚膜涂装道的方向发展,但也不是越厚越好，应具体问题具体分析。作为第一道底漆应选择黏度低，润湿性好的涂料。 下面介绍一些常用的配套体系。 2.1海洋船舶的防腐配套

分不同的部位不同的公司提供完备的配套体系，在它们的产品说明书中均有叙述。通常分氯化橡胶体系、环氧体系、丙烯酸和醇酸体系等。一些主要部位的配套体系如表1所列。

2。2、海上钻井平台的防腐配套

海上钻井平台包括水下、飞溅区、水面以上钢结构、直升机平台、管线（耐热管路）等不同部位，其典型配套体系中水面以上的底漆以无机富锌为主（维修用环氧富锌），水面以下以环氧沥青为主，要求耐盐雾试验5000h以上，配套体系

1

如表2所列

2。3、大型水利工程中的防腐配套

需要防腐的既有钢结构,也有混凝土表面。不同的部位要求不一样.例如，溢洪管道为防止泥砂冲刷，内壁涂布3道200～250μm的环氧沥青。钢闸门可采 用富锌底漆配套环氧、环氧聚氨酯面漆。水利设施很多处于地下和密闭环境，通风不良，要求采用无溶剂环氧或水性涂料进行施工。 3、重防腐新涂料种类以及研究发展

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3～4 μm 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1mm的涂料层中约有120~150 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200~1000 μm 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,

2

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[5]［6]。

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[4]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，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150～400μm。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，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125 μm；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，

3

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100~300μm，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，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、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（76.7～104.4℃） ，锌对铁来说就变成了阴极,腐蚀发生时，铁成为阳极首先被腐蚀掉.这种情况在隔热管道中会碰到，如果在上述温度范围的管道上使用富锌类涂料，加之有潮气存在的话，不但管道得不到保护，反而会使钢管产生很深的孔蚀。

4

2。5 含氟涂料

我国的氟树脂涂料也有很大发展,其中聚三氟乙烯能耐强酸、强碱，常温下耐绝大多数的有机溶剂，北京某化工厂贮存98 %H2SO4 的碳钢贮罐使用聚三氟乙烯树脂作涂料在常温常压下使用，效果良好。

YJ F 氟橡胶重防腐涂料，是国内首次研制成功的可做为防腐蚀衬里材料的替代产品，它解决了强腐蚀与高温环境并存的腐蚀难题，能在230℃以下长期工作,在- 40 ℃时仍有弹性，能耐强酸、强碱、强溶剂、盐、石油产品、烃类等介质的腐蚀,此涂料采用冷涂，自然硫化工艺，工艺简单，质量易保证,维修简便，具有显著的防腐蚀效果和经济效益。 3、防腐涂料未来发展方向[7]

根据报道，到2020年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40%~45％，在国家减排总体目标下，污染排放严重的传统溶剂型涂料在工业领域的比例势必会逐年降低.如何降低涂料行业VOC排放，发展循环经济，寻找一 条适合中国涂料产业的“低碳”经济发展路线，将成为国家“十二五\"规划中对于涂料产业健康、持续发展尤为关键的措施.工业防腐作为涂料产业一个重要组成部分,应积极推动节能减排目标的实现.因此，高性能、低能耗和低污染的新型

5

涂料品种仍然是工业防腐行业的重要发展方向。 3.1高固体份涂料

高固体份涂料（HSC）通常指的是体积固含量（V%）60％或重量固含量（W%）在80%以上的涂料。随着环保要求的日益增高。高固体份涂料市场需求量越来越多。高固体份涂料是目前发展最快，应用量最广的涂料品种之一.近年来,聚 有机硅氧烷、聚天门冬氨酸酯及无溶剂环氧涂料等高固体份涂料均已在重防腐领域得到应用，将是未来主要的防腐涂料品种。喷涂聚脲弹性体技术(S p r a y P o l y u r e a Elastomer，简称SPUA)是适应环保要求而研究开发的另一种新型无溶剂、无污染的喷涂料施工和防腐技术,具有广阔应用前景，将成为今后行业重点研究的热点。高固体份涂料由于其施工性能及所需的施工条件与现有溶剂型涂料基本相同，将在今后工业防腐领域应用中占重要比例。因此，今后的主要研究方向是如何提高这些产品的固体含量到70%以上，这样可以有效减少溶剂挥发量的1/4左右。 4、结语

通过了解防腐涂料的技术现状，可以看出在化工、石油化工等行业中新型防腐蚀涂料的使用越来越多,优异的防腐蚀涂装系统可以防止设备的腐蚀，延长使用寿命，减少维修次数，缩短现代化连续大生产的停车时间，这些都将获得显著的社会效益和经济效益。国内外涂料的研究开发向着无污染、省能源、经济、高效的方向发展,性能优异的重防腐蚀涂料在石油、化工中的应用将越来越广泛。

6

参考文献

【1】赵永贵， 王世杏, 张炎明. [ J ］ . 全面腐蚀控制, 2002 , 16(4） : 3~6；

【2】吴跃焕， 杨卓如. [J ］ . 化学建材， 2002 ， （3) ： 8～12； 【3】王受谦, 杨淑贞。 防腐蚀涂料和涂装技术[M］ 。 北京： 化学工业出版社， 2002；

【4】文建国，许求鑫,环氧玻璃鳞片重防腐涂料,涂料工业,1999（6） 【5】朱松涛,于杰,王晓深,等。储油罐的涂层防护［J］.中国涂料，2008(6)：59-61。

【6】郭清泉,黄慧民，陈焕钦.石化行业用金属防腐涂料现状及发展[J]。腐蚀科学与防腐保护,2006（1）：46—49.

【7】李敏风，李敏。2008年重防腐涂料发展形势的分析［C］.2009年防腐蚀涂料后会论文集,中国盐城，2009:20—26。

7