一、什么是腐蚀
腐蚀是指金属、混凝土、木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的一种现象。腐蚀过程是热力学自发过程,是不可逆转的。腐蚀会显著降低材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
腐蚀是造成能源损失和材料浪费的主要原因,腐蚀损失包括直接损失和间接损失两大类,世界各国每年因腐蚀造成的直接经济损失约占其国民生产总值(GDP)的2%~4%,其破坏力之大令人震惊;每年我国钢产量的15%就被严重腐蚀,导致近千亿元人民币的经济损失。金属锈蚀防护效果明显,最普遍的方法即将防锈蚀的涂层涂覆在金属表面。
二、水性防腐涂料分类
水性防腐涂料分类可分为单组分防腐涂料和双组分防腐涂料。水性单组分防腐涂料常见的有水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料等;水性双组分防腐涂料常见的有水性双组分聚氨酯涂料、水性双组分环氧涂料等。
2.1、水性单组分防腐涂料
水性单组分防腐涂料是应用最早、用量最大的水性防腐涂料,其最大优点是以水为分散介质,作为涂料使用时不含液体有机填料,在成膜过程中只是水分挥发到环境中,符合环保的要求,且施工简单。
水性单组分防腐涂料具有很好的干性,能常温干燥。但与水性双组分聚氨酯涂料相比,水性单组分防腐涂料的力学性能、耐水性、耐化学品性及耐溶剂性等都不理想,涂膜的硬度、光泽度和鲜艳性也较低。因此,水性单组分腐蚀涂料在防腐蚀领域的应用受到很大的限制。
通常多通过增加交联结构或加入室温固化型交联剂来达到交联改性的效果以提高其防腐性能。
2.2、水性双组分聚氨酯涂料
水性双组分聚氨酯涂料是一种新的环境友好型涂料,它主要由含羟基的水性多元醇和含异氰酸酯基的固化剂组成。由于水性双组分聚氨酯涂料以水为介质,并将双组分溶剂型涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量结合起来,因此,近年来水性双组分聚氨酯涂料的研究开发变得十分活跃。
水性双组分聚氨酯涂料正成为水性防腐涂料领域的佼佼者,不但有优异的物理性能,化学性能也十分出色。随着环境保护法规的日益重视和各国科研工作者的不断努力,水性双组分聚氨酯涂料的发展和应用必将带来防腐蚀领域的一场革命。
2.3、水性双组份环氧涂料
水性双组份环氧涂料也属于水性环保涂料的一种。它是将环氧树脂进行水性化,使其以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而配得的稳定分散体系。水性环氧乳液可以与固化剂发生交联反应,从而获得交联密度极高的涂膜。
水性双组分环氧涂料由于其出色力学性能、附着力、防腐性能而受到极高的关注,因此,开发环境友好的双组分环氧体系也成为研究热点。
三、水性防腐涂料的防腐机理
水性防腐涂料是以水作为溶剂或分散介质的具有防腐蚀作用的涂料,它具有无毒、无味、价格低廉、资源丰富等特点,可以大大减少涂料中有机溶剂挥发对大气造成的污染,并且以水作为溶剂,可极大的提高涂料在储存、运输和施工过程中的安全性。
水性防腐涂料的防腐机理:
1)防腐涂料在被涂基体表面固化后形成涂层,使基体和环境达到隔离的状态而免受环境的腐蚀,这就是涂层的屏蔽隔离作用。
2)通过在涂料中添加颜料,如磷酸锌、三聚磷酸铝等,改变金属表面性能,钝化金属表面,从而达到延缓腐蚀的目的。
3)在涂料中添加活泼金属,使其在特定环境下首先腐蚀添加的活泼金属已达到保护基体的目的。
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