防腐涂料的研究与发展
贺鹏
（090308,090308102）
摘要作为涂料领域仅次于建筑涂料的第二大涂料品种，防腐涂料具有的悠久的发展历史，长期以来，防腐涂料的科研和市场应用一直是涂料行业关注的重点。本文综述了防腐涂料的防腐机理、分类及主要特性、应用和发展方向，重点介绍了聚氨酯防腐涂料、环氧树脂防腐涂料、水性防腐涂料及聚苯胺防腐涂料。对防腐涂料的防腐机理、特点进行了介绍, 重点对重防腐涂料的发展现状进行了归纳总结, 并对防腐涂料的发展趋势进行了展望。
关键字防腐涂料；分类；应用；发展
Distract As the second largest coating variety after building coating in coating feild, anti-corrosion coatings has a long development history, for a long time, scientific
research and market application of anti-corrosion coatings has been the focus of attention in paint industry.
Key W ords anti-corrosive coating; classification; application; development
0 引言
金属、混凝土、木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象称为腐蚀。据相关统计，全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为7 000～10 000 亿美元，约是地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6 倍。而在我国，每年由于腐蚀造成的损失约8 000 亿元，占GDP 的3%左右。因此，防腐蚀研究已越来越受到包括我国在内的全球各国的重视。
为了减少腐蚀的损失，多年来人们采取了许多措施，但迄今为止仍以防腐涂料最为有效、最经济、应用最普遍。防腐涂料，一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料，是油漆涂料中必不可少的一种涂料。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。
1 防腐涂料的防腐机理及特性
1.1 防腐涂料的防腐机理
防腐涂料的防腐机理是通过三个作用作用来得以实现，即隔离屏蔽作用、钝化缓蚀作用和电化学保护作用。
(1)隔离屏蔽作用:通过水性涂料在金属表面形成涂层，隔离介质与金属的接触，达到防腐目的。
(2)钝化缓蚀作用:涂层的钝化缓蚀作用是借助涂料中某些颜料改变金属表面性能，使其金属表面钝化，从而达到延缓腐蚀的目的。
(3)电化学保护作用:通过在涂料中添加一些电位比基体金属活泼的金属作为填料，当电解质渗入涂层到达金属基体时，金属基体与电负性金属填料形成腐蚀电池，填料作为阳极首先发生溶解，达到保护基体的作用。
1.2 防腐涂料的特性
(1)能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命，重防腐涂料在化工大气和海洋环境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上。
(2)厚膜化是重防腐涂料的重要标志。一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右，而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上，还有500μm～1000μm，甚至高达2000μm。
(3)附着力强：涂层与基体结合力强，涂料组成物中含有羟基（-OH），金属基体提供正离子，能形成化学键结合，在涂料中的偶联剂帮助下，甚至实现共价链的结合。
(4)高效方便：施工简便，真正实现无机涂料的常温自固化，当环境温度20℃，相对湿度小于85%时，表干15min，实干2h，可保证高效率施工，可实现优异的抗盐雾，耐老化。
(5)使用方法灵活：无机聚合物防腐涂料即可单独使用也可作为防腐低层涂层与有机漆配套使用，单层的无机聚合物防腐涂料作为底漆时可与环氧系、丙烯酸系、聚氨酯系、氯化橡胶系、沥青系等面漆配套使用，附着力强。
2 防腐涂料的分类及主要特性、应用
2.1 聚氨酯防腐涂料
聚氨酯树脂主要是由二元或多元的异氰酸酯与二元或多元醇经逐步加成聚合反应而成的氨基甲酸酯树脂[1]。它是针对聚氨酯重防腐涂料耐碱稍差的缺陷，采用中外公认的长寿型氯磺化聚乙烯橡胶作主要改性剂，通过加入特种添加剂、优质颜填料、助剂等，经先进工艺制备而成的双组分重防腐涂料。在聚氨酯大分子中，除了含有大量的氨基甲酸酯键外，还可能含有酯键、醚键及大分子链之间还存在氢键。所以这种树脂制备的防腐涂料不仅防腐性能好，而且涂层具有良好的附着力、韧性、耐磨性、弹性和耐酸、耐碱、耐盐、耐油、耐石油产品、耐苯类溶剂和耐水、沸水、海水及耐化工大气[2]；涂层具有良好耐候性、保光保色性、高光泽性和装饰性，还有较好的耐温性(可耐160℃)；施工方便，干燥速度快，在0℃时也能正常固化，一次成膜厚，施工道数少，采用通用施工方法即可。更为重要的是，与其它涂料相比，聚氨酯涂层生命周期成本最低[3]。但是单一的聚氨酯涂膜仍存在机械强度不够好、耐候性不佳等缺陷。
王永伟等[4]取聚氨酯作为基体，加入聚四氟乙烯、氧化铁、钛白粉等填料，研制出一种双组分常温固化涂料。通过正交试验及极差分析得出最佳配方: 如取10g聚氨酯，4g聚四氟乙烯,0.5g氧化铁以及0.5g钛白粉进行试验时，可得涂层的综合性能最佳，这个配方的涂层附着力为0级，磨耗量为0.018g，硬度为3H12。另据研究发现，互穿网络防腐涂料性能较好，这种涂料是塑料网络和橡胶网络相互贯穿形成的线穿网络聚氨酯，在常温下，产品对盐水、盐酸、磷酸、硫酸、苛性碱、汽油等具有优良的耐腐蚀性能和物理机械性能。
2.2 环氧树脂防腐涂料
环氧树脂是平均每个分子含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂，其涂料是目前世界上应用数量最多、适用范围最广、最为重要的重防腐涂料。每年世界上约有40%以上的环氧树脂用于制造环氧涂料，其中大部分用于防腐领域。环氧树脂分子结构的特点是大分子链上含有环氧基，由于不同的原料及生成环氧基的不同方法，会得到不同种类的环氧树脂[5]。环氧树脂涂料的主要成分是环氧树脂及其固化剂，辅助成分有颜料、
填料等。环氧树脂防腐涂料的优点突出：首先它具有较高的附着力和良好的耐腐蚀性能，同时在固化时没有小分子副产物产生，而且固化收缩率较小，拥有良好的成膜性能，还能与各种树脂、填料和助剂进行良好混容，易于配制成水性化和厚膜化等无公害重防腐涂料。它适用于海上、沿海工业区等严重腐蚀环境中钢铁建筑物的涂装[6]。普通环氧树脂涂料还存在一些不足[7]，如耐候性差，易粉化，高温下承受强腐蚀介质(如较强的酸、碱和溶剂)能力不强等。
M Selvaraj[7]研究发现，采用极化方法可以实现环氧树脂与不锈钢颜料的最优化组合，生成的环氧粉末涂料可以弥补环氧树脂表面耐磨性差的缺点，因此可直接在露天环境中使用。这种涂料是双组分涂料，一部分是由70%的聚酰胺溶于二甲苯而得，另一部分则是将70%的环氧树脂溶于二甲苯、甲基异丁酮、丁基合成橡胶等溶纤剂，用时将两者混合即可。通过加速寿命、力学、电化学等方法测试可知，该涂料有良好的力学性能以及在Na Cl 等溶液中长期保持金属形貌稳定的特性。
2.3 水性防腐涂料
水性防腐涂料主要是以水为溶剂和分散剂，与溶剂型防腐涂料相比生产和运输过程更加安全，不含或含有少量溶剂，VOC 释放量极低，适用于室内及室外环境。目前，水性防腐涂几乎已达到溶剂型防腐涂料的性能。水性防腐涂料种类很多，主要有环氧、丙烯酸、无机硅酸锌涂料等，其中已经成功工业化的主要有水性环氧涂料和水性无机富锌涂料。
2.3.1 水性环氧涂料
水性环氧防腐涂料主要由两组分组成：一组分是疏水性的环氧树脂，另一组分是亲水性的胺类固化剂。制备过程中的关键在于疏水性环氧树脂的乳化以及环氧树脂与固化剂的配比。环氧树脂具有较好的耐腐蚀性，附着力强，能够使涂料的防腐性能更加优越。
水性环氧防腐涂料相比其它水性防腐涂料有以下优势：对基材的附着力较高；涂膜耐化学品性较好；可与其它水性聚合物混合使用，在性能上互补。
水性环氧防腐涂料的研究主要经历2个阶段：20 世纪70 年代主要以聚乙烯醇为乳化剂；80 年代采用含环氧基团的乳化剂，并出现自乳化环氧树脂[8]。
我国从20 世纪90 年代开始对水性环氧体系进行研究与开发，目前的研究重点在于对环氧树脂进行改性以及提高固化剂与环氧树脂的相容性。周立新等[9]以自制的环氧树脂乳液为基料、磷酸锌为活性防锈颜料合成水性环氧防腐涂料，重点研究了涂料的颜基比、固化剂与环氧树脂的当量比等对涂膜性能的影响，所研制的水性环氧防腐涂料性能达到了国外同类产品的水平。
2.3.2 水性无机富锌涂料
水性无机富锌涂料一般由成膜基料和锌粉两组分组成，主要是以无机聚合物（如硅酸盐、磷酸盐、重铬酸盐等）为成膜基料。目前国内水性无机富锌涂料的基料主要是硅酸盐系列，包括硅酸钠、硅酸钾等品种[10]。无机富锌涂料在导电性、耐候性、耐溶剂性等方面优于有机富锌涂料，尤其是当作单一涂层时，具有更好的耐久性和耐候性。
水性无机富锌涂料无论是采用颗粒状锌粉还是目前推出的鳞片状锌粉，均是通过电化学作用牺牲锌来保
护铁的，同时通过锌粉与成膜基料在金属表面反应形成锌铁络合物来进行物理屏蔽，阻止锌、铁被进一步氧化以及氧气、水等有害介质的渗入。此外，富锌涂料还具有“自修补”的特点，即当部分涂膜被机械损伤后，锌的腐蚀产物会沉积在受损部位形成一层保护膜，进而起到保护作用。水性无机富锌涂料所含的锌粉量占干膜总质量的74%以上[11]，在配方中不仅起到防锈颜料的作用，而且是涂料的固化剂，因此其作用远远超过一般锌粉防锈漆中的锌粉[12]。水性无机富锌涂料具有良好的环保性、安全性、耐热性、耐候性、耐磨性以及耐辐射性等特性，此外还具有强附着力，这些特性赋予水性无机富锌涂料优异的长效防腐性能。
我国从80 年代中期开始着手研究，目前以硅酸钾、硅酸钠型后固化或多组分自固化为主。现阶段，水性无机富锌涂料的研究方向是基料、颜填料以及基材适应性的改进。车轶材[13]采用水性无机黏结剂、超细锌粉及助剂制备了水性无机富锌涂料，由于其树脂中可以参与涂膜交联的SiO2较多，因此树脂在成膜过程中容纳了更多的锌粉，提高了涂膜的防腐性能及防腐时间。
2.4 聚苯胺防腐涂料
导电聚合物促使金属和聚合物界面上形成钝化层，从而减缓腐蚀，使金属得以保护。自1985 年BeBerry 发现聚苯胺(PANI)对铁基金属具有防护作用以来，世界各国学者相继开展了这方面的研究。聚苯胺的存在使得在金属和聚苯胺膜界面处形成一层致密的金属氧化膜，使该金属的电极电位处于钝化区，得到保护。聚苯胺防腐涂料具有独特的耐划伤和耐点蚀性能，与金属发生氧化还原反应，可用于各种金属的防腐、成本低廉、对环境无影响等优点，在很多领域如石油工业输送管线、船坞、军舰、通讯铁塔、铁路桥梁等许多要求耐久性设施的防腐都具有广阔的应用前景，并特别适合于海洋和航天等严酷条件下的新型金属的腐蚀防护。
目前聚苯胺防腐涂料虽然已取得了一定范围的商业应用，但还有许多问题亟待解决：第一，对聚苯胺的防腐机理研究还有待深入，由于机理不清，给开发性能优良的涂料造成了困难；第二，聚苯胺在共混复合涂料中的分散性能还有待进一步改善，分散性能的提高不但可以提高涂料的防腐性能，同时也可以减少涂料中聚苯胺的含量，降低成本。聚苯胺类防腐涂料未来的主要发展方向为：(1)聚苯胺直接分散于常规涂料体系，使其具有良好的防腐效果；(2)利用聚苯胺的热稳定性和化学稳定性开发特殊条件下使用的聚苯胺特种防腐涂料，如在航天航空，海洋领域的应用；(3)替代目前一些对环保不利的有毒缓蚀剂，开发
聚苯胺绿色环保防腐涂料；(4)开发聚苯胺类涂料在其他金属防腐上的应用。
3 防腐涂料发展趋势
3.1 互穿聚合物网络(IPN ) 技术在重防腐涂料中应用
IPN是2种或2种以上聚合物各自交联、互锁的网络, 不同的聚合物间没有键连接, 比单一高分子聚合物的性能优异。改变IPN组分, 可使其具有不同的性能。
中国科学院金属腐蚀与防护研究所的张成涛等人[14]以蓖麻油、甲苯二异氰酸醋、苯乙烯与丙烯睛单体为主要原料, 合成了具有互穿网络结构的重防腐涂料。该涂料附着力强, 可带锈涂装, 耐磨性及防腐性能优异, 可在恶劣的环境中应用。可见, 加快IPN 的研究就会有更优异的耐腐蚀涂料产生。
3.2 环保型
在树脂方面, 注意水性和无溶剂树脂的开发;在颜料方面, 注意限制重金属防腐颜料的使用。
3.2.1 水性化[15]
水性化树脂以往通常应用在条件温和的场所。随着新型水性化树脂的出现和环保要求的提高, 水性化重防腐涂料的开发已成为热点。品种有醇酸树脂乳液、水性醇酸树脂溶液、水性丙烯酸、水性环氧树脂、水性聚氨醋等。目前, 开发的热点是以双组分水性聚氨醋为面漆, 环氧改性丙烯酸富锌为底漆的水性重防腐体系。
3.2.3 无溶剂型
重点是无溶剂环氧树脂、聚氨醋和低粘度活性稀释剂的开发, 同时注意高固体分重防腐涂料的开发。3. 3 金属锈面防腐涂料
目前, 除锈处理的费用在涂装成本中占有很大比例。不仅如此, 除锈要用大量酸液。酸液不仅对操作人员有潜在危害, 而且废酸不经处理将严重污染地下水。因此, 金属低表面处理的防腐涂料将是环保型涂料的发展方向。锈面用防腐涂料机理是利用渗透性较强的树脂为基料, 借助于渗透剂与极性溶剂配合, 使涂料具有良好的渗透性, 从而浸润和渗透锈层并把锈层封闭; 另外, 依靠树脂中的反应基团、活性颜料或锈的转化剂与锈层中活性有害成分反应, 生成稳定的抑制物, 从而使整个锈层成为涂料中稳定的具有保护性的填料[16]。
4 结语
防腐涂料作为涂料工业的一部分，它不仅是现代化建设的保证，它更是在人类社会发展进程中的重要组成部分。防腐涂料的发展趋势是高性能、低污染、节省资源、容易施工，这不仅是由于防腐涂料在国民经济各行各业的发展中担负着极其重要的角色，而且WTO 规则下的经济运作形式也要求涂料专家的工作出发点与世界大趋势保持一致。
在防腐涂料中，环氧树脂涂料、聚氨酯涂料水性防腐涂料及聚苯胺防腐涂料有着广泛的应用，但自身存在某些缺陷，在使用过程中，要根据使用环境的腐蚀情况进行充分考虑，以免带来意想不到的损失。
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海洋防污涂料的研究进展 2.1传统型海洋防污涂料 传统型海洋防污涂料是以一定速度释放出毒料形成有毒环境来阻止海洋生物附着。显然，随着防污剂的不断释放，防污效果将逐渐降低。这种类型的海洋防污涂料又可分为如表1所示的三大类。 传统海洋防污涂料虽然在防污方面起到一定作用，但同时给海洋环境和海洋生物造成了一定的毒害，也给人类的健康造成间接的危害。随着人们对海洋环境保护意识的增强，许多国家、国际海事组织已明文禁止传统海洋防污涂料的使用。 2.2环境友好型海洋防污涂料 伴随人们环保意识的提高，对环境友好型海洋防污涂料的研究逐渐热门起来，研究方向见表2。
2.2.1仿生涂料及天然防污剂 仿生涂料来自人们对某些海洋生物具有天然抗生物附着特性的认识，如海豚、鲸和海绵等虽然长期生活在海水中，却很少有海洋生物附着在表面。研究表明，海豚、鲸等是通过分泌一种特殊的化学物质，或者通过特殊的表面结构来抑制其他海洋生物附着在身上，仿生涂料的设计灵感就源于此。 在仿生防污涂料的研究方面，华盛顿大学的KarenWooley取得了一定的进展，其研制的涂膜是通过模仿海豚皮肤的外形和组织来达到减少海洋生物附着的目的。该工作打破了人们对于粗糙表面不具有防污性的传统观点，从他们的研究工作中可以得到启示，具有微相分离并具有疏水和疏油两种特性的聚合物可以用来研制防污涂料。 在对仿生防污涂料研究的同时，人们也注意到一些陆上植物（如桉树、栎等）以及海洋植物（主要是海藻）内含有防污活性的天然化合物。目前，尚不清楚它们的防污机理。天然防污剂通常对海洋生物不会构成毒害作用，且防污效果较好，但是提取非常不容易且含量较少，正是由于这个缺陷，天然防污剂作为工业产品至今未见报道。 2.2.2低表面能防污涂料
重防腐涂料—H环氧系列涂料研究与应用 按“GB1.1—81”标准，按涂料产品分类、命名、型号，参考国内各厂家制定的标准，请教了省内外有关专家，使企业在编制H—环氧系列，既考虑到其先进性，也便于根 据标准规模工业化生产。特拟定生产的各种环氧系列涂料，企业试行标准。环氧煤沥青防腐涂料：Q/YYH01-02-1997； 饮用水容器内壁专用防腐涂料：Q/YYH03-04-1997；J55型氯磺化聚乙烯防腐涂料：Q/YYH07-08-1997；J52-1型氯化橡胶防腐涂料：Q/YYH09-1997。 摘要：介绍重防腐涂料生产工艺流程，性能指标确立依据以及原材料来源，产品质量标准和防腐涂料的施工要求等。 关键词：环氧涂料；工艺流程；性能指标；施工要求 1、前言 随着现代工业的发展，一批新兴工业领域的出现和许多现代工程的兴建，对防腐涂料承受环境的能力和使用寿命提出了更高的要求。常用的防腐涂料已不能满足这些需要。人们提出的“重防腐涂料（Heayy-duty Coating)”的概念，一般指在苛刻的腐蚀环境使用，包括底漆和面漆的配套涂料。
简单地说：重防腐涂料就是使用寿命更长，可适应更苛刻的使用环境的涂料称为重防腐涂料。在化工大气和海洋环境里重防腐涂料一般可使用10年或15年以上，在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度的腐蚀条件下，一般应能使用5年以上。 重防腐涂料的应用涉及现代化各个领域，大型的工矿企业：化工、石油化工、钢铁及大型矿山冶炼的管道、贮槽、设备等；重要的能源工业：天然气、油管、油罐、输变电、核电设备及煤矿矿井等；现代化的交通运输：桥梁、船舶、集装箱、火车和汽车等；新兴的海洋工程。海上设施、海岸及海湾构造物及海上石油钻井平台等。以环氧树脂为主要成膜物质的涂料称为环氧涂料。每年世界上约有40%以上的环氧树脂用于制造环氧涂料，其中大部分用于防腐领域。环氧防腐涂料是目前世界上用得最为广泛、最为重要的重防腐涂料之一。 2、生产工艺流程 环氧涂料均由甲、乙双组份组成，并加溶剂。 3.1 甲组份：（漆料部分） 按配料方案选配料→破碎、烘干、脱水→过磅准确计量入釜,封严，送电加热，反应、脱水、回流、搅拌30~40
钢管防腐技术要求 一、管道防腐 钢管的防腐按图纸要求，采用环氧煤沥青漆外包玻璃丝布，外涂面漆防腐 外壁施工工艺流程：管道除锈→涂底漆→第一遍面漆→第二遍面漆→缠玻璃丝布→面漆→面漆； 内壁施工工艺流程：管道除锈→涂底漆→第一遍面漆→第二遍面漆→第三遍面漆 1、管道除锈 涂底漆前管子表面应清除油垢、灰渣、铁锈、氧化铁皮。采用喷砂除锈其质量标准达到Sa2.5级。 2、管子表面除锈后涂底漆，之间时间间隔不超过8小时，涂底漆时，基面应干燥。底漆涂刷均匀、饱满，不得有凝块、起泡现象，管两端150～250mm范围内不得涂刷。 3、底漆表干后涂刷面漆和包扎玻璃丝布，底漆和第一遍面漆涂刷的时间间隔不超过24小时。 4、环氧煤沥青涂料采用双组份，常温固化型的涂料；玻璃丝布采用干燥、脱蜡、无捻、封边、中碱、经纬密度为10*12根/cm～12*12根/cm的玻璃丝布。面漆涂刷后立即包扎玻璃丝布，玻璃丝布的压边宽度为30～40mm，接头搭接长度不小于100mm，各层搭接接头相互错开。玻璃丝布油浸透率达95%以上，不得出现大于50mm*50mm的空白，管端
留出150～250mm阶梯形搭茬。 5、管道接口处施工要在焊接试压合格后进行，新旧防腐压边不小于50mm，接头搭接长度不得小于100mm，接茬处应粘接牢固、严密。 6、钢管外壁涂层机构：一底两面一布两面，干膜总厚度400μm。 7、钢管内壁涂层机构：一底三面，干膜总厚度300μm。 8、外防腐施工完毕后按设计要求或?给水排水管道工程施工及验收规范?中表4.3.11中相对应的要求进行质量检测。 9、 二、管道防腐检测 1、涂层检查与验收： ①表面涂装施工时和施工后，应对涂装过的工件进行保
水性防腐涂料的研究进展 王畅 河北联合大学机械工程学院 摘要：近年来，随着石油资源的日益短缺以及人们环保意识的不断提高，涂料行业逐步向环保和节约资源的方向发展，水性涂料以其独特的环境友好性和使用安全性成为涂料研究的热点。本文着重介绍了水性防腐涂料的研究进展。 关键词：水性涂料；防腐涂料 1 引言 20 世纪中叶之前，溶剂型涂料广泛应用于各类建筑物、工业制品以及钢铁设施的涂装和防腐保护。由于溶剂型体系占绝对垄断地位，大量VOC排入大气中，不仅造成空气与水环境的污染，而且不利于人体健康和节能减排。自从西方发达国家出台限制VOC排放的法律法规以及在上世纪70 年代爆发的石油危机，促使涂料工业逐步向清洁型和资源节约型的方向发展。因此，各种环境友好的涂料如水性涂料、辐射固化涂料、无溶剂涂料及高固体份涂料成为涂料发展的重要方向，其中水性涂料以其优秀的环境友好性和使用安全性成为研究的热点。 据统计，北美地区水性工业涂料占了全部生产涂料的43 % ，溶剂型工业涂料只占51 %；西欧地区水性工业涂料占了34 %，溶剂型工业涂料只占52 %；而在中国，水性工业涂料只占15 %，溶剂型工业涂料则高达80. 5 %，在涂料水性化领域我们与发达国家的差距还很大。近年来我国涂料业在水性涂料的研究、生产和应用等方面正以前所未有的速度向前推进。首先国家在政策法规等方面积极引导，其中2006年颁布的《ISO14020 国际标准配套涂料技术标准》将进一步规范和促进水性涂料发展；其次，随着生活水平的日益提高，人们越来越关注环保与健康，推动了对水性涂料的需求；最后，原油价格出现了大幅度上涨，导致各地油性涂料的价格被迫不断提升，在一定程度上弥补了前些年水性涂料在价格方面的劣势。按照国家统计数据估算，我国2005年水性涂料的产量将达到80 万～90万吨，占涂料总产量的20 %左右，其中水性建筑涂料产量为60万～70万吨，水性防腐蚀涂料为10万吨，仅占水性涂料总产量的12 %左右。 目前在许多领域以水性涂料完全代替溶剂型涂料还为时过早，一些水性涂料品种在耐水性、硬度、光泽等性能指标上目前还赶不上溶剂型涂料。在基础材料的研制、成膜物质的合成、成膜机理的创新、生产工艺的改进、制造成本的降低以及涂装工艺的成熟与规范等方面，还有很多工作要做。但是，目前在防腐蚀涂料领域，除在实验阶段的部分品种，如水性双组分聚氨酯、水性醇酸等以外，大部分品种已有工业化产品面世，涉及车辆、石化、钢结构等领域的涂装，在整个涂料领域向水性化转移的过程中，水性防腐蚀涂料也取得了显著的业绩[1-4]。 2 水性防腐涂料的发展历史 第一阶段: 在水性防腐涂料发展的初期, 环保需求并不是涂料化学师们研究的重点, 人们更关心水性体系的不燃性、较低的气味及使用水清洗设备的低成本; 另一方面适合这一领域的树脂较少, 防锈颜料也较初级。第二阶段: 20 世纪60 年代中期, 苯丙共聚物乳液开始出现, 这些树脂显著的特点是低吸水率另一方
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聚苯胺防腐涂料的研究进展 作者：陈超， 马利， 李强军， 姜其斌， CHEN Chao， MA Li， LI Qiang-jun， JIANG Qi-bin 作者单位：陈超,CHEN Chao(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南,株洲,412007;重庆大学化学化工学院,重庆,400044)， 马利,MA Li(重庆大学化学化工学院,重庆,400044)， 李强军,姜其斌,LI Qiang-jun,JIANG Qi-bin(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南,株洲,412007) 刊名： 广州化工 英文刊名：GUANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2010,38(5) 参考文献(29条) 1.马利;严俊;甘孟瑜磁场及反应条件对十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺聚合成膜速率的影响[期刊论文]-化学学报 2008(16) 2.陆珉;吴益华;姜海夏导电聚苯胺(PAn)的特性及应用 1988(04) 3.景遐斌;王利祥;王献红导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用[期刊论文]-高分子学报 2005(05) 4.段玉平;刘顺华强磁场作用对聚苯胺颗粒形貌及电性能的影响[期刊论文]-化学学报 2005(17) 5.马利;汤琪导电高分子材料聚苯胺的研究进展[期刊论文]-重庆大学学报 2002(02) 6.王建雄;郭清萍;郭有军聚苯胺防腐蚀涂料的研究现状[期刊论文]-腐蚀与防护 2008(04) 7.DeBerry D W Modification of the electrochemical and corrosion behavior of stainless steel with electroactive coating 1985(05) 8.MacDiarmid A G Polyaniline and polypyrrole:where are we headed 1997 9.孙毅;钟发春;舒远杰聚苯胺的腐蚀防护机理及其在金属防腐中的应用[期刊论文]-材料导报 2009(07) 10.Schauer T;Joos A;Dulog L Protection of iron against corrosion with polyaniline primers[外文期刊] 1998(01) 11.高焕方;刘通;王连杰聚苯胺防腐涂料的研究现状[期刊论文]-表面技术 2006(04) 12.Jain F C;Rosato J J;Kalonia K S;el al Formation of an active electronic barrier at Al/semiconductor interfaces:A Novel approach in corrosion prevention 1986(12) 13.卢华军;曾波聚苯胺防腐涂料的研究状况及发展[期刊论文]-涂料工业 2007(01) 14.蒋永锋;郭兴伍;翟春泉导电高分子在金属防腐领域的研究进展[期刊论文]-高分子学报 2002(04) 15.张金勇;李季;王献红聚苯胺在腐蚀防护领域的应用 1999 16.谭焰;谢乃贤聚邻甲苯胺防腐涂层对碳钢的防护保护作用[期刊论文]-电镀与涂层 2000(05) 17.龙晋明;王少龙;王静不锈钢表面电化学合成导电聚苯胺膜的研究[期刊论文]-材料保护 2003(12) 18.任乃媛;王保成本征态聚苯胺对45钢的防护性能[期刊论文]-材料保护 2006(02) 19.谭焰;肖静知;谢乃贤聚苯胺在金属腐蚀防护中的应用 1998 20.倪余伟聚苯胺在腐蚀防护中的应用[期刊论文]-腐蚀与防护 2000(1) 21.Wessling B Corrosion prevention with on organic metal (polyaniline):surface ennobling,passjvation,corrosion teat results 1996 22.Santos J R;Atoso L H C;Motheo A J Investiga6on of corrosion protection of steel by polyanilne films 1998 23.Gasparac R;Martin C R Investigations of the mechanism of corrosion inhibition by polyaniline,polyaniline-coated stainless steel in sulfuric acid solution[外文期刊] 2001(04) 24.Kinlen P J;Monon V;Ding Y W A mechanistic invosgation of polyaniline corrosion protection using the scanning reference electrode technique[外文期刊] 1999(10)
水性防腐涂料的发展现状 水性防腐涂料的发展现状时间:2017-04-08 10:34来源:中海油常州环保涂料有限公司作者:何庆迪，许洋，沈雪锋0 引言金属腐蚀每年都会对机械、设备等造成巨大的破坏，为了减少腐蚀造成的经济损失，一般会在金属表面涂覆防腐涂料，起到屏蔽、钝化、电化学保护作用。随着国民经济的持续发展，我国防腐涂料的市场规模已仅次于建筑涂料，位居第二位，预计到2020年我国防腐涂料的市场规模将突破100 万t 大关。目前，防腐涂料基本均为溶剂型涂料，涂料中含有大量的挥发性有机化合物（VOC），易燃，会对人体和环境造成危害。2013 年3 月31 日广东省正式施行《水性聚氨酯防腐涂料（双组分）标准》，该标准是我国出台的首个水性防腐涂料标准；财政部国家税务总局通知从2015 年2 月1 日起对于施工状态下VOC 含量大于420 g/L 的涂料征收消费税。这些标准与法规的出台，体现了我国对环境问题的重视，促进涂料工业向水性化方向发展，也推动了涂料行业的结构调整和产品的升级换代。 1 防腐涂料的作用机理屏蔽作用：通过在金属表面形成致密的涂层来隔离腐蚀介质与金属的接触，以达到防腐目的。钝化作用：借助涂料中某些颜料（如磷酸锌、三聚磷酸铝等）改变金属的表面性能，使金属表面钝化，从而达到延缓腐蚀的目的。电化学保护作
用：通过在涂料中添加一些活泼金属作为填料，产生腐蚀时，活泼金属先反应，从而达到对基材的保护目的。比如钢铁基材表面可以采用富锌涂料进行保护，但要注意电化学保护对钢基材要求很高，表面必须绝对清洁，喷砂处理至少达到Sa 2.5 级。 2 水性防腐涂料的分类及发展状况按成膜物质的组成可将水性防腐涂料分为水性丙烯酸涂料、水性醇酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料、水性无机富锌涂料等。目前，研究应用较为广泛的是水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料及水性无机富锌涂料，下面主要针对这4 种水性防腐涂料进行讨论。2.1 水性丙烯酸防腐涂料水性丙烯酸防腐涂料以（甲基）丙烯酸及其酯类共聚物为成膜物质，具有施工方便、快干、耐候、耐水等特点，可用作水性防腐底漆、中间漆和面漆。但由于水性丙烯酸树脂属于热塑性材料，存在耐溶剂性差、硬度不高等缺陷，所以传统的单组分丙烯酸涂料很难在防腐领域得到应用。目前的研究重点在于对水性丙烯酸树脂的改性方面，已有多家公司和研究所开发出了可用于水性防腐涂料的改性丙烯酸乳液。奚丽萍等采用新型二烷氧基型硅烷偶联剂及传统三烷氧基型硅烷偶 联剂对苯丙乳液进行改性。研究表明：采用新型二烷氧基型硅烷偶联剂KH-578（3- 缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷）改性苯丙乳液的防腐性能最佳。Robert F 等用有机氟对水性丙烯酸树脂进行改性，合成出一种新型的防腐涂
防腐蚀涂料是指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。它是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求，通常分为常规型和重防腐型两类。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命。重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。 伴随着我国基础设施设计开始从钢筋混凝土向钢结构发展的趋势，防腐涂料面临着新的要求。防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料，目前我国防腐涂料的市场规模已经仅次于建筑涂料而位居第二位。目前，我国的防腐涂料主要应用在化工和石油行业、铁路、公路桥梁、冶金行业、电力和能源工业、机械及纺织行业、工业产品领域、汽车、船舶及集装箱行业。随着防腐涂料的应用范围不断扩大，其技术要求也在不断提升。 汽车制造业的快速发展也给防腐涂料的发展注入强劲动力。在涂料工业中，汽车涂料技术含量极高，施工难度大，需要满足金属表面涂膜的耐候性、耐热性、耐酸雨性、抗紫外照射性以及色相的耐迁移性能等等。 随着国家在基础设施建设方面的投资持续上升，而钢材作为基础设施建设的重要材料，其需求也不断增加，从而促进了防腐涂料的需求增长。重防腐涂料主要应用在船舶、集装箱、石油化工、建筑钢结构、铁路、桥梁、电力和水利工程等诸多关乎国家发展战略和经济命脉的重要领域。与常规防腐涂料相比，重防腐
涂料技术含量更高能在相对苛刻腐蚀环境里应用、并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。 伴随着我国国民经济的发展，国家不断加大对基础设施建设的投入并加快对其的建设速度。在这一进程中，基础设施的建设也带动了系列行业的发展，促进了各类技术的不断进步和提升。特别是在涂料的防腐蚀保护寿命、材料的涂装性能、材料的季节通用性以及环境友好性等方面提出了新的课题。 当今的防腐涂料产品广泛以石油工业、炼焦工业、有机合成化工工业等部门的产品为原料，品质越来越多，应用范围也不断扩大，如何进一步加快防腐功能性涂层涂料领域的发展步伐，使其更好地为各行各业服务，这是摆在我们涂料人面前的既光荣又艰巨的任务。
桥梁暴露在自然环境中，不断受到自然环境的介质的侵蚀而发生物理、化学或电化学破坏，这些腐蚀因素影响着桥梁安全运行和使用寿命。防腐涂装能够减缓桥梁结构的腐蚀，提高桥梁结构的耐久性，是一种普遍、有效、经济的防护办法。随着我国国民经济和交通事业的不断发展，我国桥梁建设取得了跨越式的发展和长足的进步。我国土地广阔，因桥梁横跨江河、湖泊、山谷、海峡，连接陆地和岛屿等，加之地理环境复杂，气候条件千遍万化，腐蚀损伤情况不可避免，严重影响了桥梁的安全性和可靠性，造成经济损失。对于桥梁结构防腐蚀的研究，各个国家都投入了大量的人力、物力和财力。加强对桥梁的腐蚀保护，延长桥梁使用寿命，具有很重要的意义。 钢桥具有跨越能力大、强度高、建设速度快和施工期断等的特点。我国自从1995年武汉长江大桥的建成，使得万里长江耸立起中国人民征服长江的第一座丰碑。修建一座跨江或跨海的特大型钢桥，使用的钢材的数量一般都在万吨甚至10万吨以上而电化学腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳对这种特大钢桥构成了严重的危害，也是这些钢桥使用寿命降低的重要原因之一。所以选择一种能够长效腐蚀的涂料尤关重要。 桥梁重防腐的特点是：能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命，重防腐涂料在化工大气和海洋环境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用5年以上 厚膜化是重防腐涂料的重要标志。一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或1 50μm左右，而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上，还有500μm～1000μm，甚至高达2000μm。
铭磊涂料与钱浪涂料，天女油漆，中远关西涂料合作，名下有多款桥梁重防腐涂料。
设备表面油漆防腐技术要求 1.主要标准规范 《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》 SH/T3022-2011 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 GB8923-88 2. 一般规定 2.1涂料的选择 (1) 与被涂物的使用环境相适应； (2) 与被涂物表面的材质相适应； (3) 各层涂料正确配套； (4) 安全可靠，经济合理； (5) 具备施工条件。 2.2 设备表面油漆防腐范围： 碳钢，低合金钢制的塔器、容器、储罐表面及相应的平台梯子等结构。其中塔器、容器表面油漆防腐由制造厂按照JB/T4711-2003标准及业主要求完成。 2.3 除另有规定外，下列表面不需要防腐 (1) 不需隔热的不锈钢的表面； (2) 镀锌材料的表面； (3) 已精加工的表面； (4) 涂塑料或涂变色漆的表面； (5) 铭牌及其它标志板或标签。 3. 防腐要求 3.1 设备外表面防腐除锈等级 储罐外表面除锈等级为Sa2.5级，设备平台梯子表面除锈等级为St3级，防腐蚀涂层使用寿命应不少于两年。 3.2 不保温设备表面防腐要求 当设备设计温度≤100℃时，选用无机富锌底漆(两道)+各色环氧防腐漆(两道)，涂层干膜总厚度应大于等于200μm。当设备设计温度100℃ 400℃时，选用无机富锌底漆(两道)+有机硅耐高温防腐面漆(两道)，涂层干膜总厚度应大于等于200μm。 3.3 保温设备表面防腐要求 当设备设计温度0℃ 上海涂料36 第 50 卷 上海涂料 SHANGHAI COATINGS 第50卷第 5 期2012 年 5 月Vol. 50 No. 5 May. 2012[收稿日期] 2012-03-26 [作者简介] 袁美华，女，硕士，主要从事导电高分子材料及涂料的研究； 古绪鹏，男，教授，主要从事水性环氧树脂合成及应用研究。聚苯胺/环氧树脂共混防腐涂料 的研究进展 袁美华 古绪鹏 昌兴龙 潘正桂 （安徽工业大学化学与化工学院，安徽马鞍山 243002） 摘 要：聚苯胺具有优异的防腐蚀性，但是由于其在一般有机溶剂中的溶解性差，且其制成的涂膜附着力差等因素，通常将其与其它涂料复配，以改善涂膜性能；环氧树脂涂料具有附着力强、强度高、耐化学品、耐磨等特点，环氧树脂优异的成膜性和聚苯胺的防腐性能相结合，使聚苯胺/环氧共混涂料具有广阔的应用前景，就聚苯胺与环氧共混涂料的研究进展作了简述。 关键词：聚苯胺；环氧树脂；共混；防腐涂料 中图分类号：TQ 630.7 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2012）05-0036-04 0 引言 自20世纪80年代研究者发现在酸性介质中合成的聚苯胺对不锈钢具有防腐作用以来，关于聚苯胺的研究日益增多。聚苯胺是一种新型功能高分子材料， 具有成本低、合成工艺简单、化学和热稳定性好、防腐蚀性能优良等特性 ［1］ ，在各个领域均有应用，如二 次电池、电磁屏蔽、抗静电、电致变色器、 防腐蚀等。目前对聚苯胺防腐涂料的研究较多，聚苯胺涂料具有普通涂料不可比拟的特性，如抗划伤、抗点蚀 ［2］ 及防 的析出会影响其热值。可以采用的防腐方案有：纯环氧涂料或酚醛环氧涂料，或者进行金属喷涂（喷铝或喷铝＋喷不锈钢）与有机涂层的体系。 6 结语 石油炼化行业的钢结构和贮罐的防腐涂层选择， 无论是实际经验、材料的发展以及施工技术和设备上，近年都有了长足的进步。高含锌量富锌底漆、氟碳和聚硅氧烷涂料、酚醛环氧涂料、无溶剂环氧涂料都得到了广泛应用。但是好的涂料体系，还要有好的管理，特别是施工质量控制方面，尚须进一步加强，石油炼化设施才能真正得到良好的防腐蚀保护。 Development and Application of Heavy Duty Coatings for Oil Refining Liu Xin （Jotun Coatings （Zhangjiagang ）Co.，Ltd.，Shanghai ，200010，China ） Abstract ：Oil refining complexes development in China is expanding quickly resulted in high demand of imported crude oil，however sulfur content of imported crude oil is very high. Recent years，heavy duty coating products and systems，design standard and regulation on oil refining，also has developed more professional than before. Some heavy duty protective coatings development and application on different area of refining unit，like steel structure in atmosphere corrosion environment，high temperature pipelines，oil products tanks were introduced.Key Words ：oil refining ；technology pipeline ；epoxy zinc rich primer ；MIO ；phenolic epoxy coatings ； solventless epoxy coatings 11.8 防腐涂层 11.8.1 总则 1、本规程适用于混凝土内壁接触污水的聚氨酯防腐涂料和预埋钢构件的防腐工程。 2、防腐蚀涂料工程施工应在基层质量检验合格的基础上进行。 3、防腐蚀涂料工程施工的安全技术、劳动保护、防火措施等相关事项必须按国家有关规定执行。 4、承包商应将防腐保护涂层的全部资料提交项目监理批准。 11.8.2 防腐范围 1、污水处理构筑物的迎水面，即池内壁的范围内应要设置防腐保护涂层。 2、预埋钢构件表面处理。 11.8.3 材料 本规程规定使用的材料种类为混凝土内壁污水聚氨酯防腐涂料、预埋钢构件污水交联型高氯化聚乙烯防腐涂料和复合层防腐蚀涂料配套品种。 混凝土内壁污水聚氨酯防腐涂料的主要技术指标应符合产品规定的技术指标（见表3-8-1）。 钢结构污水交联型高氯化聚乙烯防腐涂料的主要技术指标应符合产品规定的技术指标（见表3-8-2）。 耐厚面漆、耐人工老化试验1000小时，粉化0级，变色2级。 防锈漆与面漆不咬底，复合层盐雾试验1000小时，无锈斑、不起泡、不开裂、不掉粉。 在污水工程中用的聚氨酯防腐涂料、交联型高氯化聚乙烯防腐涂料，其性能必须符合产品规定的技术标准及有关要求，具备生产厂的质量保证书，并经施工单位验收合格方可使用。 混凝土内壁防腐涂料工程中所用的腻子应与混凝土有较好的粘结性能、干燥 要快，抗碱渗透底漆必须与基面和涂料有好的结合力。 11.8.4 基层 1、混凝土基层 混凝土基层的质量要求应符合《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001。 混凝土基层表面，不得有残留沾污物。 基层不得有裂缝或凹凸缺陷现象。 旧基层不得有风化现象。 混凝土基层涂刷溶剂型涂料时，其含水率不得大于8％。 2、钢结构基层 手工和电动工具除锈，其表面应无油脂和污垢，无附着不牢的氧化铁、铁锈和旧涂料层等物。 喷砂或抛射除锈，其表面应无油脂、污垢、氧化皮、铁锈和涂层等物。 3、混凝土基层处理和检查 起壳、裂缝、缺棱掉角，凹凸不平、脚手支撑点应修补平整，并按规定养护。 清除混凝土基面的垃圾、油垢、残浆和浮灰。 处理已风化的旧基层。 混凝土内壁防腐蚀涂料施工前应对基层的清洁、平整度、修补养护、含水率等质量指标进行验收，并作记录。认可后，方可涂装施工。 4、钢结构基层处理和检查 手工及电动工具除锈，是以电动工具、钢丝刷、刮刀、锤、铲、铁砂皮等，工具将表面的铁锈、焊渣、氧化铁皮、油脂、污垢等杂物清除干净，除锈质量等级标准为St2或St3级。 喷砂除锈是将铁锈、氧化皮、油脂、污垢和涂层等物清除干净，其残留痕迹仅为点状、条纹或轻度色斑，除锈质量等级标准为Sa2级或Sa3级。 除旧漆，采用手工除旧漆（包括电动工具、钢丝刷、铁砂皮和脱漆剂），将旧漆或残留的铁锈、油脂、污垢等物除干净。 钢结构防腐涂料施工前应对基层处理的质量指标进行验收，并作记录。认可 金属腐蚀防护有机涂料的研究进展 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 金属腐蚀防护有机涂料的研究进展-企业管理论文 金属腐蚀防护有机涂料的研究进展 韩国臣 承德兴华恒通实业有限公司河北承德067000 摘要：金属材料是应用较为广泛的材料之一，在使用过程中，由于环境等因素的影响，金属设备不可避免的会发生锈蚀，给生产和企业带来巨大的损失。本文主要对金属的腐蚀原因及保护原理做了简单分析，并对有机涂料的发展现状做了简单介绍。 关键词：金属材料；腐蚀；有机涂料 1 概述 金属材料作为三大材料之一，无论是在建筑、机械制造还是工业生产领域都具有广泛的应用，与此同时，金属材料在使用过程中，由于工作环境的影响，金属腐蚀不可避免。金属材质的设备发生腐蚀后，不仅影响设备的正常使用，还造成了金属资源的浪费，因此研究金属的防腐蚀方法，减少金属材料由于腐蚀发生的损失，对于国民经济的发展具有重要的意义。 2 金属的腐蚀与防护 金属腐蚀是指金属在自身性能及外界环境的作用下，其自身的组成结构发生变质或者破坏，从而影响金属使用性能的过程。根据金属矿中主要成分可知，氧化态及其他的化合态是金属的稳定状态，金属冶炼是将金属由氧化态或其他化合态转变为金属态的过程，因此金属态在适当的条件下，能够自发转化为氧化态，金属的这一性质决定了其发生腐蚀是自身性质所决定的。金属发生腐蚀不可避免，但金属腐蚀的过程是可以控制的。一般来说金属腐蚀除与自身性质有关外，还与 介质、温度、流速、压力等外界因素有关，对外界因素进行可靠控制，就能延缓金属腐蚀发生的时间及腐蚀速度。 金属腐蚀的防护措施有多种，隔离法，具体包括钝化发、涂层法和电镀法；缓蚀剂法是通过添加少量的缓蚀剂，使金属表面形成一层保护膜，延缓金属材料腐蚀的一种保护方法；电学化保护法，通过电流作用，使金属内部电位发生改变，从而达到抑制或延缓金属腐蚀的作用。在以上各种保护措施方法当中，涂层法可起到隔绝氧气及水分、降低腐蚀速度和电化学保护三重保护，且该法施工工艺简单操作，因此得到了广泛应用。 3 有机防腐涂料的研究进展 3.1 有机涂料的特征用于金属防蚀的有机涂料应具备以下几项基本特征：①强耐腐蚀性。有机涂料不与所接触的腐蚀介质发生化学反应，也不互相溶解，在腐蚀介质存在的情况下，能保持较高的稳定性。②较小的透气性和渗水性。金属发生腐蚀的根本原因是与空气中的氧气以及水分接触所导致的，因此选择对气体和水分具有良好隔绝性的涂料，更有利于金属防蚀。③附着力和机械性能佳。有机涂层保护功能的大小取决于材料的附着性和机械性能，有机涂层固化后能牢固的附着在金属表面，才能充分发挥其保护作用；有机涂层具有良好的机械性能，才能承受金属设备在工作状态下的应力作用。 3.2 有机涂料研究现状①新型氟树脂。氟树脂是指分子结构中含有C-F键的树脂，该类型涂料具有耐久性、耐候性、耐化学药品性；非粘附性好、表面张力低、光滑性好；对油、水具有良好的防渗透性，此外还具有较好绝缘性能。利用氟树脂为主要材料制成的防腐涂料能耐对强酸、强碱、盐等多数化学成分具有良好的惰性，在-40℃-200℃范围内能保持稳定状态。以聚四氟乙烯（PTFE）为例， 聚苯胺防腐涂料的研究 陈梦瑶1 （1.四川理工学院材料科学与工程学院，高分子材料工程，自贡643000） 摘要:导电高分子具有可逆的氧化还原特性，其金属防腐能力已经得到证实，因此导电高分子作为一种新型的防腐蚀材料受到人们的广泛关注，并逐渐成为当前腐蚀科学领域研究的一大热点。其中聚苯胺以其优异的环境稳定性，合成简单，且价格相对较低，得到了特别的关注，相应的防腐产品也已经在德国、美国和中国等国部分商业化。本文首先介绍了聚苯胺的独特防腐机理，其次是聚苯胺的两种合成方法:电化学聚合法和化学合成法,最后介绍了聚苯胺在防腐蚀领城的发展过程、研究进展以及国内外研究现状。 关键词:导电高分子; 聚苯胺; 防腐；涂料 1 前言 20 世纪以前高分子材料一直作为绝缘材料使用，直到美国的Mac Diarmid、Heeger以及日本的白川英树发现经过掺杂的聚乙炔导电率接近了金属导体，这一现状才得以改变。随着导电高分子学科的迅速发展，聚吡咯、聚对亚甲基苯、聚噻吩、聚苯胺等导电高分子又相继被发现，对导电高分子的研究日趋丰富，其中又以聚苯胺的研究最为广泛。聚苯胺具有一系列的优点，包括质量轻、化学稳定性高、环境稳定性好、结构多样性和独特的掺杂机制、导电率高以及可逆的氧化还原特性等，被公认为当今导电聚合物中最具有商业代表性、最有大规模工业化应用前景的导电高分子材料[1]。 1985年，Deberry［2］发现在不锈钢上电沉积的聚苯胺膜能显著降低不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀速率，从此聚苯胺和其它导电高分子作为一种新型的防腐蚀材料，开始受到人们的关注，并逐渐成为当前腐蚀科学领域研究的一大热点。目前，聚苯胺具有优异的防腐蚀性能，已被大量实验现象证实，聚苯胺防腐蚀涂层已经在德国、美国和中国等国部分商业化。虽然对于聚苯胺的防腐蚀机理还没有形成统一的认识，但是聚苯胺涂料具有重量轻的优点，且具有一定程度的抗点蚀、抗划伤能力，而且与常规的缓蚀剂如钼酸盐、铬酸盐等相比，聚 苯胺没有环境污染，是一种来源丰富的绿色防腐材料，有望成为非常有应用前景的新一代防腐材料。下面对近年来国内外在聚苯胺防腐机理、防腐涂料开发等方面的研究和应用进展进行评述分析。 2聚苯胺的简介 虽然早在1862年就报道了聚苯胺,但是直到20世纪70年代后期才掀起对它进行深入研究的热潮[3-4]。聚苯胺易于用苯胺以化学或电化学方法合成,苯胺单体在酸性条件下化学氧化,或在酸性溶液中进行电化学氧化,即可获得聚合物.但由于聚合产物不溶,无法探知聚合产物 的结构.直到1984年MaciDiarmid才提出聚苯胺(PANI)的分子结构式,如图1所示： 精心整理 水性防腐涂料的发展现状 水性防腐涂料的发展现状时间:2017-04-0810:34来源:中海油常州环保涂料有限公司作者:何庆迪，许洋，沈雪锋0引言金属腐蚀每年都会对机械、设备等造成巨大的破坏，为了减少腐蚀造成的经济损失，一般会在金属表面 2020 VOC 作用：通过在涂料中添加一些活泼金属作为填料，产生腐蚀时，活泼金属先反应，从而达到对基材的保护目的。比如钢铁基材表面可以采用富锌涂料进行保护，但要注意电化学保护对钢基材要求很高，表面必须绝对清洁，喷砂处理至少达到Sa2.5级。2水性防腐涂料的分类及发展状况按成膜物质的组成可将水性防腐涂料分为水性丙烯酸涂料、水性醇酸涂料、水性聚 氨酯涂料、水性环氧涂料、水性无机富锌涂料等。目前，研究应用较为广泛的是水性丙烯酸涂料、水性聚氨酯涂料、水性环氧涂料及水性无机富锌涂料，下面主要针对这4种水性防腐涂料进行讨论。2.1水性丙烯酸防腐涂料水性丙烯酸防腐涂料以（甲基）丙烯酸及其酯类共聚物为成膜物质，具有施工方便、快干、耐候、耐水等特点，可用作水性防腐底漆、中间漆和面漆。但由于水性丙烯酸树脂属于热塑性材料，存在耐溶剂性差、硬度 亲水的丙烯酸树脂，再在乳化剂作用下与环氧树脂反应，经过中和成盐，最后经乳化剂乳化，制成纳米级的丙烯酸环氧乳液，适合制备油罐内、外壁及管线防腐涂料，耐酸碱介质、耐盐水1个月无变化。刘胜波等以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、环氧丙烯酸酯功能单体、磷酸酯功能单体为原料，采用半连续种子乳液聚合法制备含磷、 含环氧基团的丙烯酸乳液。研究表明：环氧丙烯酸酯和磷酸酯功能单体用量分别为单体总量的4%时，制得的水性防腐涂料的综合性能最佳，耐盐水性达700h。吴道新等采用丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸4种单体共聚，制备了性能优良的水性防腐涂料用乳液。此外，还可以通过交联技术提高涂膜的致密性，进而提高乳液的防腐性能。N-羟甲基丙烯酰胺不仅能提高聚合物的耐化学品性，还能赋予聚合物防锈性能，增加对金属的 2.2 氧树脂占乳液总量的45%时，用其制备的单组分防腐涂料的耐腐蚀性能最佳。朱德勇等采用拜耳公司的水性聚氨酯分散体BayhydrolUH245制备水性单组分防腐涂料，其耐盐雾性优异，且施工容易，完全可以满足轻到中等的防腐要求。王雪等以环氧树脂开环制备的环氧树脂多元醇为改性剂，与异氰酸酯、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸（DMPA）和甲基丙烯酸甲酯 重防腐涂料施工方法及技术要求 一、涂装前的准备及要求 1.涂装前应对被涂表面进行处理，将污物清理干净，经检查合格方可涂装。 2.防腐涂料应有产品质量合格证，产品符合出厂质量标准。过期的涂料必须经检查合格后，方可使用，必要时应进行小样试涂。 3.不同种类的涂料，如需混合调配使用，应经实验确定，不同品种涂料不可掺和使用 4.使用稀释剂时，其种类和用量应符合涂料生产厂标准规定。配制涂料时，应搅拌均匀，必要时可用细钢丝筛网过滤后使用。 5.设备和管道的焊缝必须在热处理(需要热处理时)、强度试验、气密试验合格后才能涂装。 二、喷砂处理规定 1.采用喷砂处理时，应采取妥善措施，防止粉尘扩散。 2.压缩空气应干燥洁净，不得含有水分和油污，并经一下方法检查合格后方可使用:将白布或者白漆板置于压缩空气流中1分钟，其表面用肉眼观察应夫油、水等污迹。空气过滤器的填料应定期更换，空气缓冲罐内积液应及时排出。 3.磨料应具有一定的硬度和缓冲韧性，磨料必须净化，使用羊应经筛选，不提含有油污的天然砂应选用质坚有棱的金刚砂、石英砂、硅质河沙等，其含水量不应大于1%，严禁使用海砂。 4.喷砂处理薄钢板时，磨料粒度和空气压力应适应。 5.要求达到Sa3级和Sa2级时，不宜使用河砂作为磨料。 6.当喷嘴出口端的直径磨损超过内径的20%时，喷砂嘴不应继续使用。 7.磨料需重要使用时，必须符合有关规定。 8.磨料的堆放场地及施工现场应平整、坚实、防止磨料受潮、雨淋或是混入杂质。 9.表面不作喷砂处理的螺纹、密封面及光洁面应妥善保管，不得 受损。 10.喷砂作业时，储罐金属表面温度必须高于空气露点温度3℃以上，否则应停止作业。 三、涂料的施工规定 1.涂料防腐蚀工程的原材料质量，应符合相关规范的规定。 2.腻子、底漆、中间过渡漆、面漆、罩面漆应根据设计文件规定或产品说明书配套使用。不同厂家、不同品种的防腐涂料，不宜掺和使用。 3.施工环境温度宜在5℃-38℃，相对湿度不宜大于85%(漆酚防腐漆除外)，被涂物表面的温度至少应比露点温度高3℃。 4.防腐蚀涂层全部完工后，应完全固化(7天以上养护期)方可交付使用。 5.不应在风沙、雨、雪天进行室外施工。 6.防腐涂料品种的选用和图层的层数、厚度应符合设计规定的要求。 防腐技术要求 一、管道防腐 1、架空钢管外壁进行防腐，采用重加强级防腐，具体作法如下： 采用IPN8710高分子防腐涂料，按四油两布防腐，即先涂底漆一道，外包玻璃丝布一道，再涂底漆一道，外包玻璃丝布一道，最后外刷两道面漆，平均用量应大于0.8~1.0kg/m2,面漆颜色由排水公司确定。 ①管道除锈 涂底漆前管子表面应清除原防护层、油垢、灰渣、铁锈、氧化铁皮。采用人工除锈。 ②管子表面除锈后涂底漆，之间时间间隔不超过8小时，涂底漆时，基面应干燥。底漆涂刷均匀、饱满，不得有凝块、起泡现象。 ③底漆上好后包扎玻璃丝布，用力向一个方向颤裹严实，便于被与涂料充分互穿渗透。 ④待第一道底漆干透后，重复刷底漆和包玻璃丝布工序，最后外刷两道面漆（第一层面漆干透后刷第二层面漆）。 ⑤IPN8710底漆由聚氨酯聚乙烯、改性环氧树脂、无毒防锈颜填料、助剂等组成。IPN8710面漆由环氧、橡胶树脂改性，无毒防锈颜填料、助剂等组成。玻璃丝布采用干燥、 脱蜡、无捻、封边、中碱、经纬密度为10*12根/cm～12*12根/cm的玻璃丝布。底漆涂刷后立即包扎玻璃丝布，玻璃丝布的压边宽度为30～40mm，接头搭接长度不小于100mm，各层搭接接头相互错开。玻璃丝布油浸透率达95%以上，不得出现大于50mm*50mm的空白，管端留出150～250mm阶梯形搭茬。 ⑥钢管外壁涂层机构：一底一布一底一布两面，干膜总厚度不小于500μm±20μm。 ⑦不得在雨天进行施工。 ⑧外防腐施工完毕后按?给水排水管道工程施工及验收规范?中表4.3.11中相对应的要求进行质量检测。 2、下井通道爬梯防腐： 采用IPN8710高分子防腐涂料法，作法为两道底漆，两道面漆，平均用量应大于0.50~0.60 kg/m2, 面漆颜色由排水公司确定。 ①爬梯除锈 涂底漆前爬梯应清除原防护层、油垢、灰渣、铁锈、氧化铁皮。采用人工除锈。 ②爬梯表面除锈后涂底漆，之间时间间隔不超过8小时，涂底漆时，基面应干燥。底漆涂刷均匀、饱满，不得有凝块、起泡现象。 ③第一道底漆干透后，刷第二道底漆。 酸掺杂聚苯胺及其防腐涂料的研究 2010/4/19/8:57来源：涂料与涂装资讯网 邵亮1，冯辉霞1，邱建辉2，张国宏1，赵阳1，王毅1，张建强1 (1.兰州理工大学石油化工学院，兰州730050；2.日本秋田县立大学系统 科学技术学部，日本秋田015-0055) 慧聪涂料网讯：摘要：介绍了聚苯胺的结构、导电机理和酸掺杂过程，综述了近年来国内外在酸掺杂聚苯胺研究方面的进展。着重讨论了聚苯胺防腐涂料的制备方法、检测方法以及聚苯胺防腐涂料的应用和前景展望。 关键词：聚苯胺；酸掺杂；防腐涂料 0.引言 导电高分子材料具有的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内 (10-9～10-5S/cm)变化，这使其可用于电磁屏蔽、防静电、分子导线等领域。聚苯胺(PANI)的电导率较高，电化学及光学性质良好，环境稳定性好，是一个综合性能优良的导电高分子材料。虽然本征态聚苯胺的电导率很低，但通过质子酸掺杂后，其电导率可大大提高。本文将从聚苯胺的结构、导电机理和酸掺杂过程，综述酸掺杂聚苯胺的研究，并着重讨论聚苯胺在防腐涂料领域的应用。 1.聚苯胺的结构 1910年Green，等[1]基于对苯胺基本氧化产物的元素分析和定量的氧化还原反应，提出了直接合成的苯胺八偶体的碱式结构为Emeraldine形式和苯胺的5种结构形式，分别命名为Leucoeerald-inebase(LEB)、Eme-raldinebase(EB)、Pen-igranilinebase(PNB)、Protoemeraldine和Nigraniline。现已公认的聚苯胺(PANI)的结构式如式1所示(y为摩尔分数，n为聚合度)，是1987年由MacDiarmid[2]提出的：即结构式中含有“苯-苯”连续的还原形式和含有“苯-醌”交替的氧化形式，其中y值表征PANI的氧化还原程度、不同的结构、组分和颜色及导电率。当y=1是完全还原的全苯式结构，对应着 “Leumemera-ldine”；y=0是“苯-醌”交替结构，对应着“Prenigraniline”，以上两者均为绝缘体。而y=0.5为苯醌比为3∶1的半氧化半还原结构，对应着“Emeraldine”，即本征态。聚苯胺_环氧树脂共混防腐涂料的研究进展
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