一、什么是腐蝕
腐蝕是指金屬、混凝土、木材等物體受周圍環境介質的化學作用或電化學作用而損壞的一種現象。腐蝕過程是熱力學自發過程,是不可逆轉的。腐蝕會顯著降低材料的強度、塑性、韌性等力學性能,破壞構件的幾何形狀,增加零件間的磨損,惡化電學和光學等物理性能,縮短設備的使用壽命,甚至造成火災、爆炸等災難性事故。
腐蝕是造成能源損失和材料浪費的主要原因,腐蝕損失包括直接損失和間接損失兩大類,世界各國每年因腐蝕造成的直接經濟損失約占其國民生產總值(GDP)的2%~4%,其破壞力之大令人震驚;每年我國鋼產量的15%就被嚴重腐蝕,導致近千億元人民幣的經濟損失。金屬銹蝕防護效果明顯,最普遍的方法即將防銹蝕的涂層涂覆在金屬表面。
二、水性防腐涂料分類
水性防腐涂料分類可分為單組分防腐涂料和雙組分防腐涂料。水性單組分防腐涂料常見的有水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料等;水性雙組分防腐涂料常見的有水性雙組分聚氨酯涂料、水性雙組分環氧涂料等。
2.1、水性單組分防腐涂料
水性單組分防腐涂料是應用最早、用量最大的水性防腐涂料,其最大優點是以水為分散介質,作為涂料使用時不含液體有機填料,在成膜過程中只是水分揮發到環境中,符合環保的要求,且施工簡單。
水性單組分防腐涂料具有很好的干性,能常溫干燥。但與水性雙組分聚氨酯涂料相比,水性單組分防腐涂料的力學性能、耐水性、耐化學品性及耐溶劑性等都不理想,涂膜的硬度、光澤度和鮮艷性也較低。因此,水性單組分腐蝕涂料在防腐蝕領域的應用受到很大的限制。
通常多通過增加交聯結構或加入室溫固化型交聯劑來達到交聯改性的效果以提高其防腐性能。
2.2、水性雙組分聚氨酯涂料
水性雙組分聚氨酯涂料是一種新的環境友好型涂料,它主要由含羥基的水性多元醇和含異氰酸酯基的固化劑組成。由于水性雙組分聚氨酯涂料以水為介質,并將雙組分溶劑型涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量結合起來,因此,近年來水性雙組分聚氨酯涂料的研究開發變得十分活躍。
水性雙組分聚氨酯涂料正成為水性防腐涂料領域的佼佼者,不但有優異的物理性能,化學性能也十分出色。隨著環境保護法規的日益重視和各國科研工作者的不斷努力,水性雙組分聚氨酯涂料的發展和應用必將帶來防腐蝕領域的一場革命。
2.3、水性雙組份環氧涂料
水性雙組份環氧涂料也屬于水性環保涂料的一種。它是將環氧樹脂進行水性化,使其以微粒或液滴的形式分散在以水為連續相的分散介質中而配得的穩定分散體系。水性環氧乳液可以與固化劑發生交聯反應,從而獲得交聯密度極高的涂膜。
水性雙組分環氧涂料由于其出色力學性能、附著力、防腐性能而受到極高的關注,因此,開發環境友好的雙組分環氧體系也成為研究熱點。
三、水性防腐涂料的防腐機理
水性防腐涂料是以水作為溶劑或分散介質的具有防腐蝕作用的涂料,它具有無毒、無味、價格低廉、資源豐富等特點,可以大大減少涂料中有機溶劑揮發對大氣造成的污染,并且以水作為溶劑,可極大的提高涂料在儲存、運輸和施工過程中的安全性。
水性防腐涂料的防腐機理:
1)防腐涂料在被涂基體表面固化后形成涂層,使基體和環境達到隔離的狀態而免受環境的腐蝕,這就是涂層的屏蔽隔離作用。
2)通過在涂料中添加顏料,如磷酸鋅、三聚磷酸鋁等,改變金屬表面性能,鈍化金屬表面,從而達到延緩腐蝕的目的。
3)在涂料中添加活潑金屬,使其在特定環境下首先腐蝕添加的活潑金屬已達到保護基體的目的。
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