土木建筑第四章专用涂料.ppt
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1、专 用 涂 料,第四章,专用涂料,第一节 防腐涂料第二节 船舶涂料第三节 电绝缘涂料第四节 家用电器及自行车涂料第五节 塑料用涂料第六节 建筑涂料,专用涂料,第一节 防腐涂料 一、概述 1腐蚀与防腐蚀 金属腐蚀是金属表面和周围环境中的介质发生化学或电化学反应,逐步由表及里,使金属受到破坏,丧失其原有性能的结果。一般说来,除少数贵金属外,金属都是由其氧化物、硫化物及各种盐类的自然状态的矿石,通过消耗能量的冶炼、电解等手段而获得的。因此,金属存在着一种内在的自发倾向,即由金属向其更稳定的自然状态转化,并释放出能量。这就是金属自然腐蚀的趋势。,专用涂料,2防腐蚀涂层的作用、要求和特点 防腐蚀涂料涂在
2、被涂基体表面上固化后形成涂层,防腐蚀涂层的作用如下。(1)屏蔽作用 涂层的屏蔽作用在于使基体和环境隔离以免受其腐蚀。对于金属,根据电化学腐蚀原理,涂层下金属发生腐蚀必须有水、氧、离子,和离子流通(导电)的途径。由此如欲防止金属发生腐蚀,就要求涂层能阻挡水、氧和离子透过涂层达到金属表面,所以屏蔽效果决定于涂层的抗渗透性。但任何涂层都有一定程度的渗透性,故屏蔽作用不可能是绝对的。(2)缓蚀作用 在涂层含有化学防锈颜料情况下,当有水存在时,从颜料中解离出缓蚀离子,后者通过各种机理抑制腐蚀进行;故缓蚀作用能弥补屏蔽作用的不足,反过来屏蔽作用又能防止缓蚀离子流失,使缓蚀效果稳定持久。,专用涂料,(3)阴
3、极保护作用 涂层中如加入对基体金属能成为牺牲阳极的金属粉,且其量又足以使金属粉之间和金属粉与基体金属之间达到电接触程度,便能使基体金属免受腐蚀。富锌底漆对于钢铁的保护即在于此。对防腐蚀涂层性能的基本要求如下。(1)具有抗渗透性 由上述防腐蚀涂层的作用来看,屏蔽作用要求涂层不渗透水、氧和离子,而缓蚀作用又要求有一定量的水,有的缓蚀颜料还需有氧存在。如要兼顾发挥两种作用,有时要考虑平衡,但抗渗透仍是防腐蚀涂层的最基本要求。因涂层如相对地抗渗透,缓蚀效果可借以持久。,专用涂料,(2)对腐蚀介质稳定 防腐蚀涂层对腐蚀介质的稳定性是指化学上既不被介质分解,也不与介质发生有害的反应,物理上不被介质溶解或溶
4、胀。(3)对基体牢固附着 涂层要保护基体,必须在使用期间始终与基体牢固附着。除反应性底漆外,涂层的附着力主要靠分子间力的物理吸引。其中以氢键吸引最强,但这类引力只有在分子级距离内才能产生,故底漆应湿润性好,使能与基体充分接触。(4)有一定的机械强度 涂层应有一定的机械强度,对外加应力有相当的适应性。涂层的常规机械性能指标有硬度、柔韧性、耐冲击、耐磨耗等。,专用涂料,(5)经济合理性 防腐蚀涂料既然是最广泛使用的防腐蚀措施,使用量大、面广,就更要求经济合理。除特殊情况外应取成本低廉、施工方便,来源广泛的品种。但经济合理不仅决定于涂料的价格,还应考虑保护设备的价值,对生产、施工维护费用和使用寿命的
5、影响。涂层耐久才能有实用价值,所以重要的考核项目是涂层在腐蚀环境下的使用寿命。一般根据保护对象的要求决定。对耐受气相腐蚀的涂层的使用寿命分为:短期:5年 中期:510年 长期:1020年 超长期:20年,专用涂料,一般防腐蚀涂膜为短期至中期,能在严酷的腐蚀环境下应用并具有长效使用寿命的重防腐蚀涂膜,在化工大气和海洋环境中使用寿命1015年,在一定温度的化学介质中使用寿命应在5年以上。但由于一般涂层较薄,机械强度较低,使用过程中容易损坏,施工时影响因素很多,使涂层的使用寿命不易保证,以及受所用树脂本身耐腐蚀性的限制等原因,常规应用限于腐蚀介质,外力作用和使用温度较温和的场合。二十世纪70年代以来
6、针对上述缺点开发了厚膜涂层或重防腐蚀涂层,兼有防腐蚀涂料的施工方便又有防腐蚀衬里的使用性能,尤其是以片状不锈钢粉和片状玻璃粉加强的重防腐蚀涂层,依靠厚度、强度和化学惰性;可以用于更为严苛的腐蚀环境。,专用涂料,总之,上述对防腐蚀涂层性能的要求,相互间不免出现矛盾,要求研制和选用人员权衡全面,考虑主次,恰当处理。涂层防腐蚀的特点如下:(1)施工比较简便,尤其适用于面积大,造型复杂的结构、设备。(2)维护和重涂都较容易,常可在现场进行。(3)可与其他防腐蚀措施配合使用,如与阴极保护,水泥砂浆层和金属镀层配合。(4)涂层色彩多样,便于标志,区分和检查。(5)多数防腐蚀涂料施工时不需要贵重设备、仪器,
7、费用较低,施工期短。,专用涂料,3防腐蚀涂料的应用领域(1)工矿企业 化工、轻工、矿山、冶金和石油化工等工厂的管道、贮槽和设备等。(2)交通运输 桥梁、船舶、集装箱、火车、汽车和飞机等。(3)能源工业 油气管线和罐、输变电设备和支架、核电设备、煤矿矿井等。(4)农业机械设备和工具 拖拉机、收割机、农药喷具和农产品的输送、贮存和加工设备等。(5)海洋和环保工程 海上设施、海岸及海湾构造物、海上石油钻井平台以及废水、废气和废物的大型处理装置等。,专用涂料,二、防锈涂料 防锈涂料的主要成分是防锈颜料和成膜物质。通常以防锈颜料的名称而命名,如:红丹防锈涂料、铁红防锈涂料等。如果以它们的防锈作用机理区分
8、,大致可以归纳为四种类型:物理作用防锈涂料,化学作用防锈涂料,电化学作用防锈涂料及综合作用防锈涂料。1物理防锈涂料 铁红防锈涂料、云母氧化铁防锈涂料、铝粉防锈涂料、玻璃鳞片防锈涂料等是物理防锈涂料。该类防锈涂料与被涂装的金属表面基本上不发生化学或电化学反应,采用不溶于水,不易被腐蚀介质分解破坏的化学性质稳定的惰性颜料和填料,涂层本身比较安定,涂层结构致密,能够降低水、氧及离子对涂料膜的透过速度或阻挡腐蚀介质和底材的接触,但防锈效果一般。,专用涂料,2化学防锈涂料 化学防锈涂料是防锈涂料的主要品种,采用多种化学活性的颜料,依靠化学反应改变表面的性质及反应生成物的特性达到防锈的目的。各类化学防锈涂
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