什么是无机富锌防腐涂料?

最早的富锌涂料是在 19 世纪由澳大利亚人 Victor-Nightingale 发明的,用水玻璃加入锌粉配制成了最初的加热固化无机富锌涂料。用锌粉制造耐腐蚀涂层的研究最初在两个不同的地方,以不同的思路展开。英国人是利用锌粉加入有机漆料提供有机富锌涂层,而澳大利亚人则是采用无机富锌材料。澳大利亚的工程师 Victor-charles-ninghtingall 经过很长时间的苦心钻研,于 1942 年在 悉尼市的供水系统沃罗挪拉管线(Woronora Pipeline)的一部分工程上应用硅酸盐富锌涂层。至此,富锌涂料开始大规模的使用。20 世纪 50 年代初,美国人改进研制成功了后固化型无机富锌涂料。20 世纪 70 年代末,国际上又发展了醇溶型自固化无机富锌涂料。特别是随着现代工业和社会的进步,涂料的生产越发强调 4E 原则,“Economy” 即(经济)、“Efficiency”(效率)、“Ecology”(生态)、“Energy”(能源)。人们越来越重视环保,因此水性涂料越来越受到重视,虽然水性富锌涂料在重防腐领域使用有许多弊端和技术难点,但水性涂料有逐步取代现有溶剂型涂料的趋势,同时随着时间的推移和技术的逐步改进,也必将取代溶剂型涂料。主要防腐作用有:屏蔽作用、电化学防护、涂膜自修复和钝化作用。(1)屏蔽作用,富锌涂料的屏蔽作用重要靠难溶盐的生成和腐蚀产物。传统的富锌涂料采用球状锌粉,它们之间是以点接触的形式来传输电子,并和钢材基体也保持电接触。由于是点接触,所以涂层的导通性较差,为了提高涂层的电导率,必须添加大量的锌粉,此时的锌粉的体积浓度远远超过了 CPVC,粘结剂不足以填补涂层间的空隙,从而形成了多孔隙的涂层结构。现在很多锌粉从颗粒状变化为鳞片状时,更加强了物理屏蔽作用,因为鳞片状锌粉的加入增加渗透距离的同时,在涂层中形成了无数的微小区域,减少了涂层与金属基体之间的热膨胀系数之差,降低了涂层硬化时的收缩率、涂层内部的应力,抑制了涂层的龟裂、脱落,提高了涂层的粘结力和抗介质渗透能力,从而提高了涂层的防腐蚀性能。锌的腐蚀产物随腐蚀介质的不同而不同,有氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌、碱式氧化锌硫酸锌等,由于这些物质的形成使得体积膨胀,填满涂膜的空隙,从而防止铁表面与氧、水等有害介质的进一步接触,起着物理屏蔽作用。同时这些腐蚀产物可 以使涂膜紧密的结合起来,增大电阻,减缓电化学腐蚀的速率,锌粉的消耗速率就会大大降低,其耐久性就会提高。(2)牺牲锌粉的保护作用富锌涂料含有大量的锌粉,锌粒子之间,锌粒子与钢铁表面之间紧密接触,锌电位比铁更负,所以在电解质溶液中锌原子容易失去电子变成阳极,铁则为阴极。在阳极区锌由于失去电子而被腐蚀掉,在阴极区钢铁表面不段得到电子,从而得到保护。欲使涂膜导电发挥牺牲阳极的作用,要求整个涂层必须有良好的导通性,使整个涂层与钢铁基材体系形成电化学回路,富锌涂层才能起到电化学保护作用。(3)涂膜的自修补作用,当涂膜上有部位被机械损伤后,露出基体金属,在较小面积内腐蚀电流能流向钢铁露出部分,则锌的产物就沉积在此处形成一层保护膜,延缓腐蚀继续发生。(4)钝化作用:涂料对钢材有着良好的钝化作用,涂料成膜过程中随水分的蒸发,涂层的 PH 值发生变化,钢材基体的电极电位不是一直处于受电化学保护的状态,因此涂料对钢材基材有着良好的钝化作用。 收起