金属材料表面新型重防腐涂层研究进展及发展趋势
第５０卷第５期 ２０１２年５月 上海涂料 ＳＨＡＮＧＨＡＩ Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ Ｖ０１．５０Ｎｏ．５ Ｍａｙ．２０１２
金属材料表面新型重防腐涂层
研究进展及发展趋势
谢远伟 黄微波伯忠维 史世凡 （青岛理工大学土木工程学院，２６６０３３）
摘要：重防腐涂层因具有良好的防腐效果而被广泛应用于金属防腐领域。概述了无溶剂玻璃鳞 片重防腐涂料、聚硅氧烷重防腐涂料和锌铝基重防腐涂料等的最新研究进展。介绍了代表新型重防腐
涂料发展方向的纯聚脲和生物基重防腐涂料的研究进展及其应用。
关键词：金属材料；腐蚀；重防腐涂料；纯聚脲
中图分类号：ＴＱ ６３０．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：
０引言
金属材料腐蚀是世界各国关注的重点，重防腐
涂料技术是最有效的解决措施之一。重防腐涂料¨
是指在苛刻腐蚀环境下应用并具有长效使用寿命的
涂料，其有两方面含义：一是指腐蚀环境恶劣；二是
指保护寿命长。一般要求：在化工、海洋环境里使用
寿命≥１Ｏ～１５ ａ；在酸、碱、溶剂介质中使用寿命≥５ ａ。
重防腐涂料用途广泛，涉及海洋、能源、交通、 石油化工等现代化工业的各个领域。传统的重防腐
材料有酚醛、环氧、聚氨酯、橡胶、塑料等品种，在
实际应用中取得了较好的效果，但仍存在防腐性能
欠佳、污染环境、接缝易渗漏、施工复杂等诸多弊病。
比如酚醛类重防腐涂料耐酸碱性能优良，但耐候性
差，涂膜易粉化，使用寿命短；又如环氧类重防腐涂
料耐酸碱性能优良，附着力好，但涂膜强度差，受撞
击易碎，使用寿命同样不长；氯化橡胶、高氯乙烯、
氯磺化聚乙烯类橡胶型涂料，耐酸碱、耐介质性能
优良，但附着力差，易老化，施工性能更差，远不能
满足现代企业对钢铁设备重防腐的要求。为此，人
们一直在研究新型重防腐涂料，并且产品向低污染、
高固体分、粉末、无溶剂、水性、厚膜和施工简便的
方向发展 １００９—１６９６ｆ ２０１２）０５—００４０—０４
一般认为涂层的防腐蚀机理包括屏蔽作用、钝
化作用、防锈颜料的抑制作用和阴极保护作用。涂层
将金属与外界环境隔绝，虽不能完全阻止腐蚀介质
的渗透，但能有效减缓腐蚀速度，延长金属服役寿
命。面对日益苛刻复杂的使用环境，以及巨大的市场
需求，需要开发出更多高效、实用的新型重防腐涂
料。对于防腐涂料来说，要提高其防腐效果有两条途
径：一是对现有的重防腐材料进行改性，二是开发
新型材料。
１现有重防腐涂料
１．１无溶剂玻璃鳞片重防腐涂料
玻璃鳞片涂料是在热固性树脂中填充以经特殊
处理的鳞片状玻璃而形成的。如图１所示，由于玻
璃鳞片在涂层中是重叠排列的，一方面把涂层分割
成许多小空问而大大降低涂层的收缩应力和膨胀系
数；另一方面，能形成防止介质扩散的屏障，增加介
质通过涂膜扩散的时间，从而增大涂膜的抗渗性及
机械强度。余义丽 采用低相对分子质量的环氧树
脂和脂肪族胺类、聚酰胺树脂固化体系，加入适量玻
璃鳞片，利用玻璃鳞片优异的抗渗性，研制出无溶剂
玻璃鳞片重防腐涂料。发现玻璃鳞片的厚度、片径以
［收稿日期］２０１２—０３—２１ 【作者简介］谢远伟，男，硕士研究生，从事新型涂料和建筑材料的研究。
第５期 谢远伟，等：金属材料表面新型重防腐涂层研究进展及发展趋势 ４１
及加入的比例均对涂料的防腐效果有很大影响。万
立 模拟湿烟囱动态腐蚀环境，研究玻璃鳞片涂料
的腐蚀机理，发现腐蚀使树脂与鳞片的黏结力变弱，
进而使玻璃鳞片与树脂间发生脱离，导致各种腐蚀
介质快速渗透人涂层内部，加速了涂层老化，涂层力
学性能下降、吸湿增重，最终耐蚀性下降。
无溶剂玻璃鳞片重防腐涂料具有优异的防腐性
能，能在恶劣的腐蚀环境下长期保护基材。其缺点
是：玻璃导热系数低，不利于涂层耐热性的提高；
由于玻璃是透明的，不能有效减少紫外线对涂层的
破坏，因而不能改善涂层的耐候性；另外色彩、光泽
也有待提高。
图１玻璃鳞片防腐涂料的防腐机理 Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｔｈｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｇｌａｓｓ ｆｌａｋｅ ｃｏａｔｉｎｇｓ
１．２聚硅氧烷重防腐涂料
以硅氧键（一Ｓｉ一０一Ｓｉ一）为骨架组成的聚硅
氧烷聚合物属半有机、半无机结构的高分子化合物，
它们兼具有机和无机的特性。张静等人 对不同的
聚硅氧烷涂料进行加速老化试验，结果显示：聚硅
氧烷涂料的保光性强于聚氨酯涂料，而丙烯酸聚硅
氧烷涂料的保光保色性优于环氧聚硅氧烷涂料。陈
月珍等人 模拟恶劣的海洋气候条件，对涂装了改
性丙烯酸聚硅氧烷涂料的金属板进行腐蚀老化试 验，４ ２００ ｈ后涂层完好，未出现起泡、生锈、开裂、
剥落、粉化等现象，保光率达８８％，附着力衰减幅度
仅为ｌ１％。
聚硅氧烷重防腐涂料为高固体分涂料，ＶＯＣ（挥
发性有机化合物）含量低，漆膜的保光保色性优异，
耐腐蚀性、耐化学品性优异，而且不用涂覆中间涂料
从而减少了涂层的施工道数，这种新型的室温固化
有机一无机杂化涂料具备作为工业防腐涂料的优异
性能，是环氧涂料和聚氨酯涂料所不能比拟的。聚硅
氧烷重防腐涂料最大的优势是环保，但是施工环境、
施工工艺条件对其涂层质量的影响较大。
１．３锌铝基重防腐涂料 锌铝基重防腐涂料是以不同形状锌铝粉为主要 填料和以改性树脂为成膜物的防腐涂料，已经在国外 金属重防腐领域得到广泛应用。。 。韩长智等人川根据
钢结构特殊部位的重防腐需要，开发出国产ＺＩＮＧＡ
（锌加）类涂料。以片状的纳米锌铝粉为基本填料，
制备出一种低成本高性能的锌铝基重防腐涂料，并
进行了性能对比试验和使用效果观察。锌铝基涂料
成膜后，其自腐蚀电位为一９８０ ｍＶ，远高于普通环氧
富锌涂层的一８００ ｍＶ，可以为基体提供良好的牺牲阳
极保护，其耐盐雾寿命为１ ９６４ ｈ。片状锌铝粉不仅
具有良好的阳极牺牲作用，同时金属粉的层叠排列 使涂层在成膜后呈现出良好的屏蔽性能 ，因此片
状锌铝粉涂料较球状锌铝粉涂料具有更为优异的防
腐性能。
锌铝基涂料是一种新型涂料，在替代传统的热 镀锌和环氧富锌涂料时，具有更好的腐蚀防护效果
和性价比。但锌铝基重防腐涂料在涂层厚度较薄时
才可得到较好的防腐效果，一般应用于金属构件的
特殊部位。
２新型重防腐涂料
２．１纯聚脲技术 ２．１．１纯聚脲定义及其技术优势
纯聚脲涂层是由异氰酸酯预聚物或半预聚物与端 氨基聚醚、端氨基扩链剂反应合成的聚合物材料¨ 。
与传统的重防腐涂料相比，纯聚脲在材料自身的性
能、防腐效果、耐蚀性、经济性和施工性等方面具有 巨大优势，主要包括¨卜Ｈ ：
（１）快速固化，聚脲反应Ｒ—ＮＣＯ＋Ｒ—ＮＨ２
一ＲＮＨＣＯＮＨ非常迅速，可以不受环境温湿度的
影响，凝胶时间以秒计算，１ ｍｉｎ之内即可达到步行
强度；可在任意曲面、斜面、垂直面及顶面连续喷涂
成型，不产生流淌现象；方便快捷，效率高，喷涂输
出量大、可连续操作；
（２）零ＶＯＣ含量，符合环保、减排、低碳的要 求，在施工和使用过程中没有气味，尤其适合通风不
良的贮罐内壁和管道内壁的防腐施工；
（３）根据Ｆｉｃｋ第二定律：腐蚀介质渗透到达涂
层／金属界面的时间与涂层厚度的平方成正比，与扩
散系数成反比，在相同的腐蚀环境中，涂层越厚则耐 ４２ 上海涂料 第５０卷
蚀性越好，防腐效果更佳。
数学表达式为： ／６Ｄ 式中，卜液体腐蚀介质渗透至涂层／金属界面
的时间（ 值越大，表明防腐寿命越长）；
三一涂层厚度； Ｊ［）一介质扩散系数（取决于涂层与介质的结构、
渗透压力、温度等参数）。 对于喷涂聚脲涂层来说，一次涂装便可达到２ ｍｍ
以上的厚度（重防腐涂料要求涂层厚度约２００～
１ ０００ ｇｍ），且涂层致密、无接缝。因此纯聚脲涂层的 耐化学介质和土壤侵蚀能力十分突出，拥有超长的
耐老化性、耐腐蚀性，使用寿命在７５ ａ以上；
（４）机械强度高，力学性能优异，抗冲击性好，
在温度交变和外力冲击作用下不易破损；
（５）附着力好，在喷砂至Ｓａ ２．５级的钢材上附
着力大于１０ ＭＰａ，长期使用不脱落；
（６）耐击穿电压高达２０ ｋＶ／ｍｍ以上，与阴极保
护配套性良好；
（７）纯聚脲化学活性极高，不需要添加任何催
化剂，涂层耐紫外光老化性能好，在户外长期使用不
粉化、不开裂。
２．１．２耐腐蚀性能研究进展
聚脲技术的出现为防腐界提供了一种全新的材
料和施工技术，代表了国际最新防腐技术的发展潮 流。王海荣等人¨ 研究了纯聚脲防腐材料在海上钢
结构中的应用，发现该材料具有极优异的耐化学介
质腐蚀、耐紫外线辐射等性能，防腐性能优异，在海
洋环境中能有效保护金属构件，延长其使用寿命。吕
平等人¨ 用聚天冬氨酸酯（ＰＡＥ）合成新型脂
肪族聚脲弹性体，并对涂层进行了加速老化行为和
海洋老化行为研究。结果显示：ＰＡＥ涂层具有良好
的抵抗盐雾老化能力，能有效保护金属不被腐蚀。紫
外线和盐雾循环人工加速老化２５周后，聚脲分子链
断裂，结构有序度降低，软段相产生微裂纹，硬段形
状发生改变，结构形貌破坏，从而导致涂层的耐蚀性 降低。此外，吕平等人¨ 还研究了腐蚀介质对聚
脲的影响，研究发现：弱酸、弱碱使涂层链段中的氨
基甲酸酯水解成小链段，造成其性能略微下降，而丙
酮、二甲苯则由于相似相溶原理，使聚脲中的扩链剂 与有机溶剂发生反应，使生成的硬链段发生断裂，从
而导致样片强度下降，耐蚀性降低。
２．１＿３工程应用
基于纯聚脲材料优异的综合性能，其在重防腐
工程领域的应用越来越多。我国发电厂烟囱排放的
烟气采用湿法脱硫后，烟气环境（低温、高湿、含有
Ｈ２ＳＯ４、ＨＣ１、ＨＮＯ３和极少量的ＨＦ）将导致腐蚀状况 进一步加剧。而纯聚脲作为烟囱整体面层的防腐内
衬，凭借其优异的耐化学品性，可以有效地防止各种
腐蚀气体、液体的侵蚀，保护结构体不受腐蚀损伤，
可以很好地满足烟囱防腐的要求。
目前，将纯聚脲喷涂于彩钢屋面上，基于其在役
修复、快速完工、连续无接缝、整体致密、原形再现、
防护优异、经久耐用等显著特点，成功解决了彩涂钢
板的渗漏和腐蚀等问题。２０１ １年，青岛海湾大桥采用
纯聚脲作为防护涂层，在大桥主桥墩的承台上喷涂聚
脲，有效防护了承台结构，保证大桥的服役寿命。
青岛海边某钢质浮码头（趸船）货物装卸频繁、
磨损严重且长期处于海洋腐蚀环境中，因此不仅要 求防腐涂层有良好的耐蚀性，还要求涂层耐磨损、
抗冲击性优异。对比同期经纯聚脲和聚氨酯类重防
腐涂料涂装后的趸船腐蚀状况，后者在服役半年后
局部失效，为此必须重新喷砂处理后再涂装，造成
趸船服役寿命大大缩短，而纯聚脲涂层性能良好，
没有损伤。
纯聚脲便捷的施工工艺、优异的力学性能及高 效防水、耐腐蚀、耐老化、抗冻融、抗冲击、抗疲劳
破坏等性能，使其在工程应用中显示出无可比拟的
优越性，该材料在化工贮罐衬里、电镀槽、隧道、管
道、海洋钢结构等防腐领域有着广阔的应用前景。
２．２生物基重防腐涂料
美国能源部布罗卡温实验室的专家研制成功一
种“生物”涂料，它是利用谷物、螃蟹壳、龙虾或小虾
壳为原料制成的。通过对比实验：将涂装了这种“生
物”涂料和其他防护涂料的金属板分别用盐水浸泡，
发现该涂料保护金属免受盐水侵蚀的时间是其他涂 料的２倍。因此这种新型涂料在金属防腐蚀方面具有
聚氨酯涂料现状及发展趋势
第３１卷第１期
２０１３年１月化学工业ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ・２３・
聚氨酯涂料现状及发展趋势
陆刚
（广东省江门化工材料公司，江门５２９１００）
摘要：介绍聚氨酯涂料化学成分、性能特点、应用领域、产品发展趋势及市场前景。关键词：聚氨酯涂料；性质；市场调查；市场需求分析文章编号：１６７３—９６４７【２０１３）１－００２３—０４中图分类号：ＴＱ３２３．８文献标识码：Ａ
聚氨酯涂料是目前较常见的一类涂料．大致
可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物（也
叫低分子氨基甲酸酯聚合物）和含羟基树脂两部
分组成．通常称为固化剂组分和主剂组分。这一
类涂料的品种很多．应用范围也很广．根据含羟
基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、
聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种，是目前很有发展前途的一类涂料品种。
我国在聚氨酯油漆方面的研究与开发工作是
从１９５６年开始的．但是到１９６５年才有小批量的
商品涂料生产。１９７１年首次制成１．６一己二异氰
酸酯缩二脲．开辟了脂肪族聚氨酯油漆的研究和
应用。２０世纪８０年代实行改革开放后．引进异
氰酸酯及聚醚多元醇的生产线，才解决了原料供应的问题。
１化学成分和性能特点
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯．是由多异氰酸
酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或及小分子多元醇、
多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合
物。通过改变原料种类及组成．可以大幅度地改
变产品形态及其性能．得到从柔软到坚硬的最终
产品。它的漆膜强韧，光泽丰满，附着力强，耐水
耐磨、耐腐蚀性优良。被广泛用于高级木器家具，也可用于金属表面。根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。
多异氰酸酯聚合物又称聚氨酯预聚物，主要
包括聚氨酯加成物、缩二脲和三聚体（异氰脲酸
酯）。典型的聚氨酯加成物是由ＴＤＩ与ＴＭＰ（三羟
甲基丙烷）反应制备。这种预聚物的应用量大面广．目前国内ＴＤＩ加成物产品的色泽、产品粘度和涂膜性能都已达到国外水平．但产品中残留的
金属材料的电偶腐蚀及其防护技术研究进展
金属材料的电偶腐蚀及其防护技术研究进展
摘 要：金属材料腐蚀现象随处可见，电偶腐蚀是金属材料的一种特殊腐蚀形式，不仅会导致金属材料使用寿命下降，加快金属构件失效，还会引发其他一系列局部腐蚀行为，具有严重的破坏性。本文主要对金属材料电偶腐蚀问题及其防护技术进行了总结，为电偶腐蚀防护技术研究提供了新方向。
关键词：金属材料；电偶腐蚀问题；防护技术；研究新方向
引言
在日常生活中金属材料的腐蚀随处可见，腐蚀不仅影响能源科技、医疗器械、国防安全以及一系列新兴产业的发展等，也造成严重的经济损失和带来不可忽视的安全危害。据统计，我国每年因腐蚀问题造成的经济损失约占全国GDP的3%。因此，研究金属材料的腐蚀问题，探索金属材料的防腐新技术具有重要现实意义。
一、异种材料电偶腐蚀研究
钢结构桥梁、船舶、风电行业中结构轻量化设计广受欢迎，特别是航空航天领域对轻质铝合金、钛合金以及碳纤维增强复合材料等应用广泛，电偶腐蚀是导致连接结构件或复合材料损伤的主要原因之一。
近年来，一些新型研究方法如丝束电极技术（WBE）、扫描振动参比电极（SVET）、扫描开尔文探针技术（SKP）等微区电化学测量技术被运用到电偶腐蚀实验研究中。利用扫描开尔文探针技术测量AZ91D镁合金与不同偶对材料表面电位变化来研究镁合金电偶对在盐雾实验中电偶腐蚀规律，结果发现电偶腐蚀区域主要集中AZ91D镁合金的一侧，电偶腐蚀效应与偶对材料电位差成正比关系，材料表面腐蚀产物的积累覆盖对基体材料腐蚀起到一定保护作用。相比于传统电化学测试方法，微区电化学测量技术可以得到准确、详细的局部区域电偶腐蚀情况，有利于从微观层次了解电偶腐蚀机理。
采用有限元或边界元分析等数值模拟仿真技术，建立电偶腐蚀预测模型，分析金属或合金材料间接触区域的电偶腐蚀行为。采用电化学方法研究在1mol/L盐酸溶液中碳钢端板材料（20MnCr5、42CrMo4和32CrMoV13）与3种低合金钢螺栓（M12、M16和M20）的电偶腐蚀行为，并对端板与螺栓构件接触区的腐蚀参数进行数值模拟分析，可预测设备零部件使用寿命。通过研究大气环境下空气湿度、盐负载量和阴阳极面积比对飞机构件的电偶腐蚀行为影响，利用物理场仿真软件对7050铝合金和AerMet100钢偶对件进行腐蚀模拟，对偶对材料电偶腐蚀速率的变化进行评估。与电化学实验相比，采用数值模拟分析方法预测电偶腐蚀，可在理论上给予电偶腐蚀相关研究以指导作用，减少电偶腐蚀实验成本和时间。
我国金属材料的海水腐蚀研究现状
我国金属材料的海水腐蚀研究现状
一、本文概述
我国金属材料在海洋环境中的腐蚀问题，一直是材料科学、海洋工程和防腐蚀技术等领域的研究热点。金属材料作为海洋工程、船舶制造、石油开采、海洋资源利用等领域的主要结构材料，其耐蚀性能直接影响到设备的使用寿命和安全性。因此，深入研究和了解我国金属材料的海水腐蚀现状，对于提升我国金属材料在海洋环境中的使用寿命，降低因腐蚀造成的经济损失，保障海洋工程的可持续发展具有重要意义。
本文旨在全面概述我国金属材料的海水腐蚀研究现状，包括腐蚀机理、影响因素、防护技术和研究进展等方面。对金属材料在海水中的腐蚀机理进行阐述，包括电化学腐蚀、化学腐蚀和生物腐蚀等。分析影响金属材料海水腐蚀的主要因素，如材料成分、微观结构、海水成分、温度、流速等。接着，介绍我国目前在金属材料海水腐蚀防护技术方面的研究进展，包括涂层防护、电化学防护、合金化防护等。展望金属材料海水腐蚀研究的未来发展趋势和挑战，为我国金属材料在海洋工程领域的应用提供理论支持和技术指导。
二、我国金属材料海水腐蚀研究的发展历程 我国金属材料海水腐蚀研究的发展历程可以追溯到上世纪五十年代，那时我国开始着手进行海洋环境的腐蚀研究，以支持海洋工程的发展。初期的研究主要集中在金属材料的耐蚀性测试和评估，通过对不同金属材料在海水环境中的腐蚀行为进行研究，初步建立了我国金属材料海水腐蚀的基础数据库。
进入八十年代，随着我国海洋工程的大规模建设，海水腐蚀问题日益凸显。此时，我国的金属材料海水腐蚀研究逐渐深入，开始涉及到腐蚀机理的探索和腐蚀防护技术的研究。研究者们不仅关注金属材料的耐蚀性能，更开始探索如何通过各种技术手段提高金属材料的耐蚀性，如涂层防护、电化学保护等。
进入二十一世纪，我国金属材料海水腐蚀研究迎来了飞速发展的时期。随着科学技术的进步，研究者们开始运用先进的测试手段和技术，如电化学测试、表面分析、数值模拟等，对金属材料的海水腐蚀行为进行深入分析。同时，我国的海水腐蚀研究也开始与国际接轨，参与到国际腐蚀组织的活动中，吸收和引进国际先进的腐蚀研究成果。
钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施探讨
钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施探讨
钛合金是一种高强度、低密度、高耐腐蚀性的重要材料，广泛应用于航空、航天、生物医学、化工、海洋等众多领域。然而，由于其独特的物理化学性质和制造工艺限制，钛合金依然存在着腐蚀方面的问题。本文将从钛合金腐蚀的基本原理入手，对钛合金腐蚀行为的研究及防腐措施进行探讨。
一、钛合金腐蚀的基本原理
钛合金的耐腐蚀性是由其表面氧化膜保护的。氧化膜是一种致密、不溶性的氧化物层，可以防止氧、水分子和其他化学物质渗透到钛合金内部，从而防止腐蚀的发生。然而，当钛合金表面氧化膜破损，外界的溶液就可以进入钛合金内部，会引起钛合金的腐蚀。因此，钛合金的腐蚀行为与其表面氧化膜的质量和稳定性密切相关。
二、钛合金腐蚀的种类及表现
1.普通腐蚀
普通腐蚀是钛合金表面氧化膜部分或全部破损，导致钛合金与溶液中某些次要成分或成分物质相互作用所引起的电化学反应。这种腐蚀表现为钛合金表面呈现出均匀的银灰色色泽，产生微小的凹洞和微细的气孔。
2.点蚀
点蚀是指在钛合金表面局部区域出现的一些小的腐蚀窝孔。这种腐蚀通常是在钛合金表面氧化膜破损处形成的。点蚀一旦形成，会不断扩散、深入，最终导致钛合金失效。
3.应力腐蚀 受应力作用的钛合金，在遭受化学腐蚀时，往往会发生应力腐蚀疲劳。这种腐蚀是由多种因素相互作用导致的复杂过程，主要表现为钛合金表面出现裂纹、脆性断裂等。
三、钛合金腐蚀的防护措施
1.氧化处理
通过对钛合金表面进行氧化处理，可以形成致密、稳定、均匀的氧化膜，提高钛合金的耐腐蚀性能。目前，钛合金氧化处理的常用方法有热氧化、电化学氧化等。
2.涂层技术
利用涂层技术，对钛合金表面进行涂层，可以形成一层具有防腐蚀功能的保护层，从而提高钛合金的耐腐蚀性能。目前，涂层技术的种类繁多，包括硅烷涂层、ZrO2涂层、CrN涂层等。
3.金属喷涂技术
金属喷涂技术是一种把金属喷涂到钛合金表面的技术，可以生成一层与基材紧密结合的金属膜，从而提高钛合金的耐腐蚀性能。喷涂技术的种类繁多，包括冷喷涂技术、高速火焰喷涂技术等。
管道外防腐层的国内外现状与发展趋势
管道外防腐层的国内外现状与发展趋势
摘要：简要介绍油气管道外防腐层的发展简史，国外3PE防腐技术的开发、应用以及我国3PE防腐设备的引进、吸收、国产化的发展过程和在石油天然气管道建设中的使用情况。阐述了干线管道涂层、站场管道涂层、管道涂层补口、管道涂层修复、管道内涂层的国内外现状，以及新型防腐涂层的发展趋势。
关键词：油气长输管线 防腐涂层 3PE FBE 3LPE
一 发展简史
20世纪80年代初,德国曼内斯曼公司推出了该公司研究所与巴斯夫化学工业公司共同研制的3层结构聚烯烃防腐涂层(MAPEC结构),该防腐层集中了熔结环氧粉末(FBE)和挤压聚烯烃涂层的性能优势,克服了两种涂层单独使用时性能上的不足。它首先在欧洲广泛应用，深受用户好评，是使用最多的管线涂层体系。在北美，有关学者指出，熔结环氧涂层在近期内将继续占有主导地位，但是会举荐与改进的挤压聚烯烃涂层体系和多涂层体系（环氧粉末-挤压聚烯烃体系）分享管线防腐市场。
中国石油天然气集团公司于1994年夏决定引进3PE涂敷作业和涂敷技术，用于即将开工的陕京输气管道和库鄯输油管道的外防腐涂层。同年12月，由中石油基建局、管道局、四川石油设计院、西北管到指挥部专家联合组团赴美国、意大利、土耳其等国考察3PE涂敷作业线。1995年5月，由辽河油建一公司负责招标从加拿大根劳公司引进了我国第一条3PE涂敷作业线。1996年初投入正常生产。1996年意大利索克萨姆公司与哈尔滨塑料六厂合资建设的朔州防腐厂经改造于5月投入正常生产。西北管道指挥部与港商合资从荷兰引进的3PE涂敷作业线，于1996年在宝鸡亚东防腐公司建成投产，至此，3PE防腐在中国得到关注和应用。从涩宁兰管道建设开始，通过招标，加之3PE防腐材料全部国产化，3PE防腐的预制价格大幅下降，从此开始了国内3PE防腐广泛应用的时代，迄今已有20000KM埋地钢管外防腐采用3PE防腐涂层。
聚苯胺在不同防腐应用体系中的应用研究进展_范欣
１０．１４０２８／
ｊ．ｃｎｋｉ．１００３
－３７２６．２０１５．０２．００５
收稿：
２０１４
－０４
－２２；
修回：
２０１４
－０９
－０３；
基金项目：
山西省科技攻关项目（
２０１２０３２２００７
－０２）；
＊通讯联系人：
范欣，
讲师，
博士，
主要从事涂料等精细化学品开发和涂层亲疏水理论研究；
Ｅ
－ｍａｉｌ：
ｆａｎｘｉｎｔｉｔ
＠１６３．ｃｏｍ；
Ｔｅｌ：
０３５１
－３５６９４７６．聚苯胺在不同防腐应用体系中的应用研究进展
范
欣
１
＊，
范
平
２，
吴跃焕
１，
李松栋
１，
周
激
１
（
１．太原工业学院化学与化工系，
太原
０３０００８；
２．中北大学材料科学与工程学院，
太原
０３００５１）
摘要：
聚苯胺是一种具有导电性能的新型高分子材料，
将其应用于防腐涂层中可以通过屏蔽和钝化成膜等
作用有效延缓金属的腐蚀。
本文分析了聚苯胺的性质及防腐机理，
并重点介绍了聚苯胺在不同应用体系中防
腐性能的表现。
关键词：
聚苯胺；
导电高分子；
防腐涂层；
掺杂；
复合
金属材料是现代国民经济的重要组成部分，
遍及国民经济中的各个部门。
金属材料长时间暴露在环境
中，
会受到环境介质的化学腐蚀或电化学作用导致金属腐蚀，
造成设备事故以及人员伤亡，
给经济带来巨大
的损失。
但是金属腐蚀并不能完全抑制，
只能减缓其腐蚀的速度。
通过金属材料表面覆盖一层保护介质可
以将金属基材与腐蚀介质隔离开来，
并有可能通过电化学的作用减弱金属腐蚀。
常见的保护层包括聚合物
涂层、
金属涂层、
无机非金属涂层及有机无机复合涂层等。
聚合物涂层中的导电聚合物既能够在金属材料
表面形成致密涂膜，
起到机械屏蔽作用，
同时也可以抑制金属材料表面发生的电化学反应，
受到了人们的广
泛关注，
其中导电聚苯胺（
ｐｏｌ
ｙａｎｉｌｉｎｅ，
ＰＡＮＩ）
具有原料单体易得、
易于掺杂、
导电性能良好且稳定的优点，
是
目前防腐蚀涂层研究的热点之一，
目前主要用于对不锈钢［
１～５］、
碳钢［
６～９］、
铜［
１０～１２］、
铝［
１３～１４］
等方面的防腐。
本文将从聚苯胺的防腐机理及不同聚苯胺应用体系的防腐性能两方面进行阐述。
镁合金表面防腐层的研究现状
中国材料科技与设备（双月刊） 镁合金表面防腐层的研究现状 ２０１３年・第１期
镁合金表面防腐层的研究现状
张立君 ，黄文涛，王秀玲，陈刚
（中国兵器科学研究院宁波分院，浙江宁波３１５１０３）
摘要：本文综述了镁合金防腐层的研究现状，介绍了包括金属及其合金涂层、陶瓷涂层、化学转化膜以及有机膜在内
的四种典型表面防护层特点和研究应用现状，并展望镁合金表面防腐层的发展前景。
关键词：镁合金；防腐蚀；金属涂层；陶瓷涂层；化学转化膜；有机膜
中图分类号：ＴＧ１３ 文献标识码：Ａ
０ 前言
镁合金具有较低的密度，较高的比强度和比刚度以及
良好的导电和导热性能，并被广泛应用于汽车、电子、通
讯和军工等领域，是一种非常理想的结构材料＿１。］。
随着不同环境对镁合金构件使用性能特别是耐腐蚀性
能要求越来越高，但是由于镁的化学性质十分活泼，表面
极易形成疏松的氧化镁，对基体保护能力差，因此镁合金
表面防腐蚀问题亟待解决。解决镁合金耐蚀性问题的主要
技术途径有以下两点，１）从提高合金的纯净度，优化设计
合金成分，开发新型耐蚀镁合金，以减少活性阴极面积，
增加阴极极化程度，阻止阴极极化的过程的进行等方面人
手，达到改善提高镁合金自身的耐蚀性能的目的；２）从腐 蚀介质和镁合金基体隔离防护人手，通过不同的表面处理
工艺，在镁合金表面形成耐蚀性能较好的隔离层，从而达
到提高镁合金耐蚀性能的目的。其中隔离防护已经成为镁
合金表面防腐研究工作的重点方向之一，越来越多的新型
涂层被广泛应用于镁合金防腐工作中。
１ 防腐涂层
根据镁合金表面隔离防腐层的成分组成不同，防腐层
可以分为金属及其合金涂层、陶瓷层、化学转化膜以及有
机涂层等等。为了最大限度地提高涂层的耐蚀性，越来越
多的科研工作者，通过优化组合单一涂层制备出防腐性能
较好的复合涂层。
１．１金属及其合金复合涂层
目前，根据金属及其合金涂层的制备方法不同，用于 镁合金表面防腐的金属及其合金涂层主要有喷涂涂层、渗
油气田防腐用双金属复合管研究现状
油气田防腐用双金属复合管研究现状
一、简述
随着油气田开发和利用的不断深入，腐蚀问题日益严重，尤其是在油气管道系统中。腐蚀会导致管道泄漏、破裂等问题，严重影响油气田的生产效率和安全。因此防腐技术的研究和应用显得尤为重要，双金属复合管作为一种具有优异性能的防腐材料，近年来在油气田防腐领域得到了广泛关注和研究。
双金属复合管是由两种不同金属组成的管材，具有良好的耐腐蚀性能、耐磨性能、高温性能等优点。在油气田防腐工程中，双金属复合管可以有效抵抗各种化学介质的侵蚀，延长管道的使用寿命，降低维修和更换的成本。同时双金属复合管的制造工艺简单，可根据具体需求定制不同规格和型号的管道，满足油气田生产的实际需求。
双金属复合管作为一种具有广泛应用前景的新型防腐材料，在油气田防腐领域具有重要的研究价值和应用潜力。随着科技的不断进步和人们对防腐技术的深入认识，相信双金属复合管在未来的油气田防腐工程中将发挥更加重要的作用。
1. 研究背景和意义
随着油气田开发规模的不断扩大，油气田防腐问题日益凸显。腐蚀是油气田设备和管道的主要失效因素之一，严重影响了油气田的生产效率和经济效益。因此研究和开发具有优异耐腐蚀性能的油气田防腐用双金属复合管具有重要的现实意义。
双金属复合管作为一种新型的耐腐蚀材料，具有良好的综合性能，如优异的耐腐蚀性、良好的机械性能、较高的强度和硬度等。在油气田防腐领域，双金属复合管可以通过改变两种金属的组成比例，实现对不同环境介质的适应，从而满足油气田设备的防腐要求。此外双金属复合管还具有良好的高温性能、抗疲劳性和耐磨性等特点，使其在油气田设备和管道中的应用具有广泛的前景。
然而目前国内外关于油气田防腐用双金属复合管的研究尚处于起步阶段，主要集中在实验室研究和小批量试制阶段。在实际应用中，双金属复合管的性能尚未得到充分验证，尤其是在油气田复杂环境下的长期使用效果尚不明确。因此开展针对油气田环境特点的双金属复合管研究具有重要的理论和实践意义。
《聚苯胺纳米自修复涂层的制备及防腐机理研究》
《聚苯胺纳米自修复涂层的制备及防腐机理研究》
一、引言
随着现代工业的快速发展，防腐技术对于保护金属、塑料等材料免受腐蚀和破坏具有极其重要的意义。其中，自修复涂层因其出色的自我修复能力和良好的防腐效果，已成为近年来的研究热点。本文重点探讨聚苯胺纳米自修复涂层的制备工艺及其防腐机理，为新型防腐涂层的研究与应用提供理论依据。
二、聚苯胺纳米自修复涂层的制备
聚苯胺纳米自修复涂层的制备主要包括材料选择、涂层设计、制备工艺等步骤。
1. 材料选择
聚苯胺作为一种具有良好导电性和稳定性的高分子材料，在自修复涂层领域具有广泛应用。此外，为了增强涂层的自修复性能和防腐能力，还需要选择其他适合的纳米材料作为添加剂。
2. 涂层设计
涂层设计主要考虑涂层的厚度、孔隙率、表面粗糙度等因素。通过优化设计，可以提高涂层的自修复能力和防腐效果。
3. 制备工艺
制备工艺主要包括溶液配制、涂装、干燥等步骤。首先，将聚苯胺和其他添加剂溶解在适当的溶剂中，配制成均匀的涂料。然后，将涂料均匀地涂装在待处理的基材表面，最后进行干燥处理。
三、防腐机理研究
聚苯胺纳米自修复涂层的防腐机理主要包括物理屏障作用、化学防护作用和自修复作用。
1. 物理屏障作用
涂层作为一道物理屏障，可以有效地阻止腐蚀介质如水、氧气等与基材接触，从而起到保护基材的作用。此外，涂层表面光滑、致密，可减少腐蚀介质的渗透和扩散。
2. 化学防护作用
聚苯胺等高分子材料具有一定的化学活性，可以与腐蚀介质发生化学反应，生成具有保护作用的化合物，从而减缓基材的腐蚀速度。此外，纳米添加剂的加入可以进一步提高涂层的化学防护能力。
3. 自修复作用
当涂层受到损伤时，其内部的聚苯胺等高分子材料可以在一定条件下自我修复，填补损伤部位，恢复涂层的完整性和防护能力。这种自修复作用可以有效地延长涂层的使用寿命。
四、实验结果与讨论
通过实验制备了不同配方的聚苯胺纳米自修复涂层，并对其防腐性能进行了测试。结果表明，经过优化的涂层具有优异的自修复能力和防腐效果。此外，我们还对涂层的防腐机理进行了深入探讨，发现物理屏障作用、化学防护作用和自修复作用共同作用，使得涂层具有出色的防腐性能。
锌铝涂层介绍
锌铝涂层介绍
一种新型金属表面防腐蚀涂层技术
锌铝涂层是将水性无铬锌铝涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状锌为主要成分的无机防腐蚀涂层(外观偏灰)。锌铝涂层是近年来在锌铬涂层(即达克罗)基础上发展起来的一种新型环保型金属表面处理技术，有些资料中也称为无铬锌铝涂层、或无铬达克罗；锌铝涂层最早由美国金属涂层国际公司研制开发，该公司将这种新技术称之为交美特涂层。我国北京、上海、南京的一些厂家已在十多年前开始研制国产水性无铬锌铝涂料、并用于金属涂层产品上。
锌铝涂层是一种无废气排放、不添加重金属铬和铅的耐蚀性涂层。与传统锌铬防腐涂层相比具有以下特点：涂层中无金属铬、耐腐蚀性能基本相当、耐热性能良好(在≤300℃的较高温度下仍具有良好耐腐蚀性能)、具有深涂性能和再涂装性能。可适用于钢、铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种基体材料的腐蚀防护。由于高温烘烤成型工艺的因素，锌铝涂层施工过程中没有产生氢脆的问题(在这一点上，相比较优于电镀工艺)，与铝及其合金也不会产生电偶腐蚀。锌铝涂层可替代锌铬涂层，也可以替代部分电镀锌、电镀镉、热浸镀锌工艺。
今年1月我国正式发布了《GB/T 26110-2010 锌铝涂层 技术条件》国家标准，规定了钢铁零件、构件上锌铝涂层的技术要求和试验方法，标准同时适用于铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种材料的表面保护，这项标准将于2011年10月1日实施。锌铝涂层国家标准的颁布和实施，必将有力地促进我国工业产品锌铝涂层这一环保新技术的发展。
近年来，国内外要求金属防腐蚀涂层中不得含有金属铅和铬，以便于保护环境和相关产品的回收和循环使用已成为现代涂装防护技术发展的趋势。美国环保署、美国职业安全和健康行政部门的相应规范和世界汽车行业规定的环保要求都有产品涂层中不得含有金属铬的规定；不含铬的交美特涂层作为有铬达克罗涂层的更新产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受，许多国际知名汽车公司如福特、通用、宝马、沃尔沃、戴姆勒、克莱斯勒等都制定了零配件的交美特涂装(锌铝涂层)标准，要求产品必须使用交美特涂料涂装技术；我国政府颁布的《电子信息产品污染防治管理办法》也明确规定从2006年7月1日起在我国境内销售的所有电子信息产品都不得含有六价铬，随着清洁生产的深入和国家环保要求不断提高，更多产品也必将不得含有铬等重金属。尽管目前锌铬涂层(达克罗)的同厚度涂层的耐腐蚀性能还略优于锌铝涂层、生产成本低于锌铝涂层，但锌铬涂层存在着含有六价铬的弊病，而锌铝涂层技术通过不断改进必定会进一步提高耐腐蚀性能、生产成本也会下降。因此，无铬锌铝涂层作为一种更加环保的表面处理体系，它的发展前景是不可估量的，从环保方面讲，在全球范围内用锌铝涂层(无铬达克罗)代替锌铬涂层(达克罗)的大方向是不会改变的。