材料腐蝕與涂裝防護技術

崔巖

摘要：對腐蝕的概念及腐蝕的機理作了介紹和探討，指出材料的腐蝕是自發的，人們追求的目標不是消除腐蝕，而是減緩腐 蝕。此外，文章重點介紹了材料的表面處理和涂裝防腐。

關鍵詞：腐蝕；防護；涂裝；表面處理

中圖分類號：TB304 文獻標識碼：A 文章編號：

2095-3178（2018）06-0120-01

材料腐蝕是全世界面臨的一個嚴重問題。腐蝕不僅消耗了人們 創造的寶貴財富，而且破壞了生產、生活等許多活動的正常運行。 腐蝕和環境污染的關系也越來越引起人們的關注。為了防止腐蝕， 人們創造了各種各樣的防腐蝕辦法，其中涂層防腐更為活躍。防腐 涂料和涂層技術，實際就是尋找可以與介質環境抗爭的涂層材料， 來替代金屬表面，使之退居“二線”，進而保全金屬構件或設備的整 體及其正常運作。

一、腐蝕的機理

1.化學腐蝕

金屬的化學腐蝕是金屬在干燥氣體（如氧、氯、硫化氫等）和非

電解質溶液中進行化學反應的結果。化學反應作用引起腐蝕，在腐 蝕過程中不產生電流。金屬的化學腐蝕只在特定的情況下發生，不 具普遍性。例如：金屬的氧化 M+O→MO。

2.電化學腐蝕

金屬和介質發生電化學反應而引起的腐蝕，在腐蝕過程中有陽

極和陰極區，電流可以通過金屬在一定的距離中流動，如金屬在各 種電介質溶液（如海水、酸、堿、鹽溶液、潮濕大氣等）中的腐蝕。 在一般情況下，電化學腐蝕主要為微電池腐蝕和濃差電池腐蝕。

3.化學或電化學加機械因素的腐蝕

這是多因素引起的腐蝕。由于各種因素的相互作用，往往產生

非常激烈的腐蝕，一般包括應力腐蝕、腐蝕疲勞、空蝕腐蝕等。 二、材料的涂裝防護

1.涂裝防護的作用

由于腐蝕與防護科學的理論和新技術不斷被引用到涂料研究開

發中，對于涂料防腐作用的認識也在不斷加深和完善，同時借鑒這 些原理又開發出許多防腐涂料的新品種。目前，大家比較認可的涂 裝防腐作用可以歸納為4 個方面。

（1）屏蔽作用

優良的防腐涂料可以阻止或抑制水、氧氣、離子透過漆膜，使

腐蝕介質與金屬隔離，從而防止形成腐蝕電池或抑制其活動。 （2）漆膜的電阻效應

在腐蝕電池的回路中，人們無法阻止在金屬內部電子從陽極向 陰極流動，但電絕緣性良好的漆膜卻可以抑制溶液中陽極金屬離子 的溶出和陰極放電現象。

（3）顏料的緩蝕作用和鈍化作用

顏料是涂層的重要組成部分。大多數堿性顏料能與漆膜含有的

植物油酸以及有機漆膜氧化降解產生的低分子酸生成皂類化合物。 他們可以降低漆膜的吸水性和透水性，并有緩蝕作用。在防銹底漆 中經常采用活性較大的防銹顏料，如鉻酸鹽類等，他們對底材金屬 有一定的鈍化作用。

（4）陰極保護作用

在涂料中加入大量的作為陽極的金屬粉，以涂料的施工方法覆

蓋在金屬的表面上形成保護層。在腐蝕過程中，它作為陽極被腐蝕， 機體金屬被保護。富鋅底漆就是此類代表。

2.材料表面處理

被涂材料表面在涂裝前是否經過必要的表面處理，使其達到表

面平整光潔，無焊渣、銹蝕、酸堿、水分、油污等污物，是保證涂 裝的關鍵。例如，如果被涂物表面有油或有水，涂裝后有可能難以 形成連續涂膜，即使形成了連續涂膜，也會嚴重的影響涂膜的附著 力，使涂膜過早的剝落，失去其保護和裝飾作用。被涂物表面的銹 蝕、酸堿等污物不除，也會帶來同樣的后果。因此，在涂裝前進行 完善的表面處理，對增強涂膜的附著力，更大地發揮涂料的保護和 裝飾作用，延長產品的使用壽命，起著極為重要的作用。防腐效果 的好壞，60%～70%在于表面處理和施工，即四分涂料，六分施工， 由此可見表面處理和施工的重要性。

（1） 除油

除油一般有幾種辦法：有機溶劑除油、化學除油、電化學除油 和乳化清洗除油。最常用的是化學除油和有機溶劑除油。化學除油 利用油脂在堿性介質中發生皂化作用，分別將皂化油污除去，因此， 也叫熱堿除油法，這種除油效果最好。有機溶劑除油是利用溶劑對 油脂的溶解作用而清除油污的辦法，只適用于輕度油污的工件。常 用汽油、丙酮、苯類等溶劑。溶劑毒性大，易于著火，除油不太干 凈。

（2）除銹（主要指黑色金屬）

除銹有幾種方法：手工除銹、機械除銹、噴射除銹、化學除銹

等。前三種除銹效果一般不佳，如果物件面積較大，很難清除干凈。 化學除銹利用銹的氧化物與酸溶液發生化學反應，將表面銹層溶解、 剝離以達到除銹的目的，所以又稱“酸洗”除銹。表面除銹的好壞， 對涂層的耐久性影響很大。瑞典科學家曾做過大規模曝曬實際試驗， 試驗結果表明，除銹好壞可使涂膜耐用年數相差4倍以上。

3.涂料的選用

如前所述，防護涂料的品種很多，性能各異，被保護的對象多

種多樣，使用條件各不相同。總之沒有“萬能涂料”可以適應各種 用途。因此，選擇涂料是十分重要的。但是，一種優異的防腐蝕涂 料必須具備以下特征：

（1）耐腐蝕性能好

所謂涂料的耐腐蝕性是指其固化涂層對它所接觸的腐蝕介質

（如水、酸堿、鹽、各種化學藥品、廢液、化工氣體等），在物理性 質和化學性質方面都是穩定的，即不被腐蝕介質溶脹、溶解，也不 被腐蝕介質所破壞、分解，不和腐蝕介質發生有害的化學反應。

（2）透氣性和滲水性要小

涂層一般都有～定的透氣性和滲水性，為此必須選用透氣性小

的成膜物質和屏蔽作用大的涂料。

（3）要有良好的附著力和一定的機械強度

涂膜能否牢固地附著在金屬基體上，是其否發揮防腐作用的關 鍵因素之一；除此之外，固化涂膜還應具有一定的物理機械強度， 以承受在工作條件下的應力。

（4）涂料成本和涂裝費用低

在一般情況下，涂裝的保護費用要低于其它的保護方法。施工

費用高于涂料本身的費用。

總之，實際中往往會出現這樣的情況，某一涂料品種耐腐蝕性

能很好，但對基材附著力和機械性能不佳而無法使用。為了解決耐 腐蝕性能和機械性能之間的矛盾，常常采用幾種涂料復配的方法。

結束語

材料的腐蝕與防護，一直是一對矛盾。腐蝕是自然的，特別在

惡劣的環境下，例如：沿海地帶（嚴重的鹽霧、空氣濕熱）、酸霧地 區（如 H2S、S02、C02、CO、N02 等）、大型化工和石油化工加工廠周 圍、大型火力發電廠附近等地區，腐蝕的程度更為嚴重。人們不能 從根本上抑制腐蝕的發生，但可以設法對腐蝕材料進行保護，使其 腐蝕的速度減慢。在這一過程中，人們創造了各種防腐的方法，涂 料防腐是其中最為廣泛使用的一種。為能夠形成完善的防腐涂層， 應當做好：選用合適的涂料體系；制訂最佳的涂裝工藝；進行正確 的表面處理；嚴格執行涂裝程序管理。

參考文獻

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