重防腐蚀涂料的特性及应用

重防腐蚀涂料的特性及应用

北京函海重防腐蚀涂料有限公司

1、前言

腐蚀给人类造成的损失是十分惊人的，全球每年腐蚀造成的经济损失约10000亿美元，为综合自然灾害损失如地震、台风、水灾等损失总和的6倍。据有关部门最新统计，我国因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值GNP的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。如此巨大的损失，刺激着防腐蚀涂料的发展，重防腐蚀涂料正是在这样的背景之下产生的。

重防腐蚀涂料（Heavyduty Coating），是指在苛刻腐蚀环境（一般指化工和海洋环境等）下长效防护的一类高性能防腐蚀涂料。在腐蚀介质中的防护寿命一般为五年以上，化工大气和海洋环境下一般为10~15年以上。优质的重防腐蚀涂料，不仅起到良好的防腐蚀作用，而且可改善劳动条件和节省资源。所以，在近二十年来受到发达国家的普遍重视，目前，美、德、英、法、日等发达国家已竟相开发了多种性能良好的重防腐蚀涂料，因耐蚀性能优异、使用期长、涂装维护费少而被广泛应用于各种恶劣的腐蚀环境中，产生了明显的经济效益。

2、重防腐蚀涂料简介

高性能防腐蚀涂层所具备的性能是常规防腐涂料所完全不能比拟的，为了达到严酷环境下长期使用的要求，其本身具有以下几项区别于普通防腐涂料的显著特点：

（1）高性能材料的采用是重防腐蚀涂料的基本要求

重防腐涂料的发展，直接推动着高度耐蚀树脂、新型抗渗颜填料、高效分散和流变助剂等高新技术的开发和应用。为了达到长效防腐蚀的目的，重防腐蚀涂料采用的成膜物质——合成树脂，必须具有良好的粘结力、物理机械性能以及良好的耐蚀性。目前常用的高性能树脂有环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、呋喃树脂等。此外，聚苯硫醚树脂、苯酚树脂、漆酚树脂等也有一定的应用。

某种涂料的防护性能高低，除了与树脂有着密切的关系外，还与颜填料的关系极大，重防腐蚀涂料与通常的防腐涂料的主要区别之一是，它一般都需采用鳞片填料（玻璃鳞片、不锈钢鳞片等）作抗渗材料，所形成的涂层内部含有相互平行、重叠排列的鳞片，形成有效阻止介质侵入的屏障，产生迷宫效应，迫使介质迂回侵入，难以接触到基体，从而大大延长了被保护基层材料的使用寿命。重防腐蚀涂料中所用的其它颜填料均必须在各种腐蚀介质中有优良的耐蚀性能。

（2）厚膜化是重防腐蚀涂料的重要标志之一

研究表明，介质在涂层内的扩散渗透，是防腐层被破坏的主要原因，而介质渗透到防腐涂层与基体界面的时间与防腐涂层的厚度平方成正比。提高涂层厚度，能增强涂层屏蔽能力，是提高涂层寿命的有效手段。因此，重防腐蚀涂层一般采用200μm ~500μm的厚涂层，对于超重防腐蚀涂层，涂层厚度为1000μm ~2000μm，甚至数毫米，或采用重防腐蚀衬里结构。

常规防腐蚀涂料每道干膜厚度为20μm ~30μm，要达到重防腐蚀涂层

的厚度，必须采用多遍涂装，不仅施工成本高，而且带来大量溶剂污染。实际应用过程中，重防腐蚀涂料一般为厚浆型涂料。所谓厚浆型涂料，必须在施工过程中一道涂膜很厚而不流挂，且在固化过程中溶剂挥发量少而不形成针孔以致影响涂层的防腐性能。因此，厚浆型涂料都应是无溶剂或少溶剂涂料。近年来国际上流行的高压无空气喷涂使得该类厚浆型涂料的大面积施工成为可能。高压无空气喷涂的主要特点是涂装效率高（~500m2/h），没有回弹漆雾的飞扬现象，一道喷涂厚度可达100μm ~300μm，并可提高涂层的致密性、附着力及均匀性，且涂料中不混有压缩空气、水分和杂质，因而施工质量得到了保证，使重防腐蚀涂装提高到了一个新的水平。

（3）配套体系是重防腐蚀涂料的关键技术之一

重防腐蚀涂料的关键技术之一是它的配套体系的选择，重防腐蚀涂层一般为复合结构，由高性能的底、中、面漆组成。首先，应根据被保护设施设备所处的环境，找出腐蚀的主要因素，有针对地选择高性能防腐蚀涂料。同时，底、中、面漆的配套性要好。一般要求是：底漆与基材有良好的附着力并有一定的耐蚀和缓蚀能力；中涂漆一般较厚，并和面漆、底漆的附着力强，有很好的屏蔽作用；面漆应有很好的耐蚀性，户外面漆还需有良好的耐侯性和适当的装饰性。

（4）严格的涂装管理是获得优质涂层的重要环节

表面处理质量的好坏，是引起涂层失效的重要因素，因此，必须十分重视涂装前基材的预处理，并达到规定的表面处理要求。另外，还必须在施工中严格按产品使用说明书和施工规范进行施工，以确保每一工序质

量达到涂装设计要求。显然，严格的涂装施工管理和质量控制，是获得优质的重防腐蚀涂层的基本保障。

由上可见，不能简单地从涂料的分类上去理解重防腐蚀涂料。目前，它已经演变成涵盖高度耐蚀树脂的合成和应用、高效分散和流变助剂的选用、抗渗颜填料的开发、先进施工工具的应用、环保型高性能防腐蚀涂料的研发、耐蚀复合结构的设计、重防腐涂层性能的评估方法等的高新科技群体。从这个意义上说，重防腐蚀涂料的发展水平已成为衡量一个国家的科技水平的标志之一。

3、函海公司系列重防腐蚀涂料的特点

“北京函海重防腐蚀涂料有限责任公司”遵循当今国际上涂料工业发展的“四E”原则，即经济（Economy）、效能（Efficiency）、生态（Ecology）、能源（Energy）的原则，运用高科技技术研制生产的系列重防腐蚀涂料是具有当代国际先进水平的“绿色”重防腐蚀涂料。该系列产品有效成分高，与金属及水泥有很强的附着力，机械强度高，耐磨性能好，耐酸、碱、盐、油、污水、海水、盐雾、有机溶剂及微生物等多种腐蚀介质的长期腐蚀。该系列重防腐蚀涂料包括环氧树脂、乙烯基酯树脂、环氧呋喃树脂、海特龙聚酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂等五大类十余个品种，相互的配套性、互补性强，能解决各种强腐蚀环境中的设备和设施的长期防护问题。该系列产品具有以下特点：

（1）绿色环保

在追求防腐蚀涂料高性能的同时，节约资源、保护生态环境这个具有国

际意义的新课题对涂料工业提出了“无污染”的新要求。开发绿色产品，进行绿色创新，不仅可以减少污染、改善环境，而且可以节约资源、降低成本、提高经济效益，因而成为全球涂料工业的一种发展趋势。就目前而言，市售大部分涂料的挥发性溶剂含量均高达50%左右，造成了大量的资源浪费和严重的环境污染。因此，开发高固体分涂料，使之无溶剂化正成为涂料研究的方向之一。所谓无溶剂涂料是一种不含或含少量挥发性溶剂的涂料。函海公司的重防腐蚀涂料采用活性稀释剂为溶剂，由于活性稀释剂带有活性基团，能与固化剂固化成膜，所以该系列产品的固体含量高达90%以上。大大减少了溶剂挥发造成的资源浪费，降低了防腐层的成本，并使涂层致密而无针孔；同时可减少由于溶剂挥发而造成的火灾危险、溶剂中毒以及大气污染，较好地改善了通风不良情况下（如贮罐、槽车、船舱、井下等）的施工环境。

（2）采用低价鳞片填料

鳞片填料能屏蔽水、氧、离子等腐蚀因子的透过，切断漆膜中的毛细孔。互相平行交叠的鳞片在漆膜中起到迷宫效应，延缓腐蚀因子渗入，提高涂层的防腐能力。因此，鳞片填料对于大幅度提高重防腐蚀涂料的耐蚀性能起到了关键作用。目前，国内外生产的重防腐蚀涂料普遍采用玻璃鳞片和不锈钢鳞片。由于此类鳞片的加工制造困难、价格较高且在涂料中含量大，使得由此制得的重防腐蚀涂料往往因成本很高难以推广应用。因此，寻求某种价格便宜的鳞片状填料代用品对于重防腐蚀涂料的实用化有相当高的价值。

函海公司的重防腐蚀涂料采用的是来源广泛、价格低廉的云母鳞片和石

墨鳞片。云母鳞片具有优良的绝缘性、弹性和韧性，径厚比大、热膨胀系数小，在各种化学腐蚀介质中完全惰性、抗紫外线辐射。此外，云母鳞片有20目至1000目各种规格，选用方便。鳞片石墨具有良好的耐高温、耐磨、导电、导热、润滑及可塑性，化学稳定性好，与酸、碱等药剂不易起反应，是最惰性的材料之一。通过加入一定量的鳞片石墨，不仅可以提高涂层的耐磨、耐温性能，而且可以增加涂层的抗渗性能和耐蚀性能。以上两种鳞片经特殊的方法进行表面处理，在微观上解决了与树脂的粘结问题后，完全可以替代昂贵的玻璃鳞片和不锈钢鳞片，使重防腐涂料的成本大大下降。

（3）高性能

函海公司的重防腐蚀涂料之所以能胜任各种苛刻腐蚀环境下钢结构和混凝土结构的长效防护，其关键在于系列产品中每个产品各自的高性能特点以及相互之间的配套协同性。HT-1重防腐蚀涂料以改性环氧为基料，对金属和混凝土有很强的粘结力，固含量高达95%以上，耐磨耗性好，耐碱、耐盐性突出，可单独使用，也可配套BS-1重防腐蚀涂料，用于户外钢结构的防护。YZT重防腐蚀涂料以乙烯基酯树脂为基料，能耐强酸、高湿热和强化学腐蚀。我公司目前是国内外为数不多的能生产乙烯基酯树脂重防腐涂料的厂家之一。HST-1环氧呋喃重防腐蚀涂料以呋喃单体接枝改性环氧树脂为基础树脂，既具有环氧树脂粘结强度高、耐碱性好的特点，又具有呋喃突出的抗酸性和较高的耐温性，可在动态湿热，酸、碱交变等严酷环境下使用。HZT-1重防腐蚀涂料是以进口海特龙（HETRON）聚酯树脂为基料制得的性能独特的产品，该产品的最

大优点是对高温湿氯气和氧化性酸有特殊的耐蚀能力，可作为氯碱和造纸工业首选的高性能防腐蚀涂料。BS-1重防腐蚀涂料的基础树脂为丙烯酸聚氨酯，耐侯性、耐光性、保色性突出，常用作配套面漆。

函海公司生产的系列重防腐蚀涂料已先后在全国上千家的环保、化工、冶金、石化、矿山、食品、电力等行业的烟气脱硫装置、污水处理工程、槽罐容器、采矿机械、输油管道、车间地坪等的钢结构和混凝土结构上采用，收到了明显的经济效益和社会效益。

4、重防腐蚀涂料涂层结构设计

重防腐蚀涂料的涂层结构设计可根据涂层所处的环境（包括介质种类和浓度、温度、湿度等运行工况），确定涂料的品种和防腐层结构。

腐蚀环境一般分为大气腐蚀和液相介质（浸泡）腐蚀。大气腐蚀大致可分为一般大气腐蚀和化工大气腐蚀两类。一般大气腐蚀泛指工业区以外的地区，主要是紫外线、氧、水分、污染物质等对涂膜的侵蚀；化工大气腐蚀主要考虑工业生产中化学气体等对涂膜的作用。浸泡腐蚀指被涂装的物件与介质长期直接接触而受其腐蚀。腐蚀的强弱涉及介质的腐蚀性能、强度，使用温度和其它环境。防腐蚀涂料及相应配套材料的选择，应由专业人员根据上述因素和以往工程案例确定。

函海公司重防腐蚀涂料涂层的厚度可根据所接触介质的腐蚀强度确定，表1可作为气相防腐层设计的一般性参考：

表1 函海重防腐蚀涂料涂层厚度设计

在腐蚀强度很大（如液相介质浸泡）或较高温度、高磨损、温度交变等环境下，防腐层结构可采用玻璃纤维布或玻璃毡为增强材料，形成鳞片涂料——玻璃钢耐温、耐磨、抗蚀衬里。可根据腐蚀强度选择不同的防腐层。以玻璃纤维布为增强材料的典型结构见表2

表2 鳞片涂料——玻璃钢衬里结构

由于玻璃钢在力学性能和抗变形性能上优于鳞片涂料，因此，将玻璃钢与鳞片涂料复合组成的结构，既发挥了鳞片涂料抗渗防腐耐磨性能好的优点，又保留了玻璃钢整体性好、强度较高的优点，弥补了鳞片涂料这方面的不足。这种独特的屏蔽内衬结构具有下列特点：

①优良的耐腐蚀介质的渗透性；

②优良的耐磨损性，抗流动介质的摩擦力强；

③固化时收缩率小、热膨胀系数小、残余应力小；

④衬里与基体的粘结性好、耐温度剧变性好；

⑤良好的施工工艺性，可采用喷、辊、刷等工艺，修补容易。