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涂料防腐原理非常簡單,一般分為以下幾類:
第一類,屏蔽作用。涂料在金屬表面形成一個屏蔽層,阻止外界環境與金屬表面的直接接觸。涂膜的作用類似于離子過濾器,可保證任何通過涂膜連續區到達金屬表面的水分在涂膜-金屬界面都具有足夠高的阻抗,從而抑制陽極區間的電流遷移。
第二類,阻絕氧氣。一定配方下的涂膜可以阻止足夠的氧氣到達金屬表面,從而阻礙了陰極反應的發生,起到防腐的作用。
第三類,阻止金屬向環境放電。通過涂膜的陰極保護,阻止金屬向環境放電來保護金屬底材。富鋅涂料就是這類防腐的典型,利用鋅離子向外放電,起到了抑制腐蝕的作用。
第四類,緩蝕作用。緩蝕涂層通過改變界面環境,使鋼鐵構件鈍化或緩蝕,從而控制腐蝕。涂料借助某些顏填料(多為金屬氧化物),改變防護金屬的表面性能,使其電極電位往正的方向移動,從而達到延緩腐蝕的目的。鉻酸鹽類涂料,就是這樣的防腐機理。鉻酸鹽微量溶解后在金屬表面形成三價或六價鉻的化合物,改變了底材的電極電位,使腐蝕變慢。
很多涂料的配方,不是采用單一的技術來起到防腐作用,而是幾種協同作用起到防腐效果。例如,常見的紅丹、氯化橡膠,氯磺化聚乙烯涂料等,都是將阻抗、緩蝕、氧缺乏組合的綜合防腐效果。根據成膜物的不同,涂料的抗腐蝕能力也不相同。一般情況下,按以下順序遞增:油脂≤酚醛樹脂≤醇酸樹脂≤氯化橡膠系≤丙烯酸系≤聚氨酯系≤丙烯酸有機硅≤氟樹脂類。各類樹脂的耐久年限和相對價格表如下:
表1 各類樹脂的耐久年限和相對價格比
樹脂種類 |
醇酸樹脂 |
氯化橡膠 |
丙烯酸 |
聚氨酯 |
丙烯酸有機硅 |
氟樹脂 |
耐久年限/a |
2~5 |
5~8 |
5~10 |
7~12 |
10~15 |
20 |
相對價格比 |
1 |
2 |
1.6 |
4 |
5 |
13 |
根據實際的防腐要求,選擇不同類別的防腐涂層,從而起到相應的防腐的作用。