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金属腐蚀防护有机涂料的研究进展

来源:必威体育882019-04-11 16:52

摘要:

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  作者:韩国臣  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...

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


作者:韩国臣


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,除与熔融的碱金属、强氧化剂、氟、氢氧化钠(300℃下)反应外,与其他常见化学试剂均不反应,因此具有广泛的应用范围。缺点是熔点高,熔融后粘度大,在有机溶剂中溶解性较差,其加工性能较低,孔隙率高,不能单独用作涂料层材料。可溶性聚四氟乙烯加工性能较好,高温下机械性能较高,但高价格限制了材料的应用;聚氟乙烯树脂使用寿命较长,在大气中可使用25年以上,熔点较低,不能采用传统的加工方法,应加入一定量的潜溶剂,以提高涂料加工成膜的成功率。②聚苯硫醚。聚苯硫醚树脂热稳定性较好,是热塑性树脂中耐热性最好的一种材料;耐腐蚀性强,除与强氧化性酸反应外,对常见的酸碱盐等化学试剂的腐蚀具有良好的稳定性;粘合性好,对玻璃、钢材、银、陶瓷等常见材料具有良好的粘结能力,尤其对玻璃的粘结,超过了玻璃的内聚力;机械性能好,绝缘性、阻燃性、稳定性和可加工性都较为理想,但在耐冲击性和韧性方面需要进一步改进。实验表明,添加增韧树脂后,可提高材料的抗拉伸性能和抗冲击性能,获得了良好的改进效果。③氯化聚醚树脂。氯化聚醚树脂中含氯量可达到45.5%,该物质主链为C-C和C-O-C,无活性官能团,因此具有良好的耐热性和耐腐蚀性,能抵抗大多数的酸碱盐及溶剂的侵蚀,熔点和分解温度差值较大,为粉末涂料的涂装提供了方便,但缺点是使用温度有限,在-40℃以下脆性较强。④聚苯胺树脂。聚苯胺具有良好的电学特性,是导电聚合物的典型代表之一,除具有一般导电聚合物的性质外,还具有独特的掺杂现象、电化学活性、高导电率,另外与其他类物质一样,化学和热稳定性较好,制作方法简单,因此具有广泛的应用。⑤聚氨酯。聚氨酯中含有氨基甲酸酯键、不饱和双键、异氰酸酯键和脲键等,因此具有良好的耐腐蚀性和物理机械性能,如坚硬、柔韧、耐磨、附着力强等。聚氨酯能与其他树脂拼用,扩大其应用范围,不仅可应用在普通的防蚀领域,还可用在重防腐蚀领域。单组分聚氨酯具有低温固化的优点,可用于地下油槽内壁防腐和油罐车防腐。⑥环氧树脂。环氧涂料是目前应用较为普遍的防腐涂料,其耐水性及耐化学腐蚀性较好,可稳定存储,附着力较好,因此可广泛应用于重腐蚀环境中的金属保护涂料,如海上、工业区、海岸等地区的钢结构物,储罐内表面的应用也较为广泛。环氧树脂可根据固化剂、改性树脂基应用状态不同,分为不同种类的涂料,如胺固化环氧树脂、树脂改性环氧树脂以及新型环氧树脂等。⑦橡胶涂料。橡胶涂料是以天然或合成橡胶为主要原料制成的一种防腐涂料,具有快速干化、耐化学腐蚀的特点,并且物理机械性能良好,柔韧性好、耐摩性好、抗老化性强等,可用于船舶、水闸、化工设备的防腐蚀保护。


4总结


金属腐蚀不仅造成了金属资源的浪费,还影响了金属设备的使用寿命,给企业带来严重的经济损失。金属锈蚀主要与氧气和水分有关,因此隔绝氧气和水分与金属的接触,能有效减少金属腐蚀,保护金属资源。有机涂料由于其自身具有的耐腐蚀性可广泛应用于金属防蚀领域,但各类有机涂料在一定阶段内仍存在一定的局限性,需要进一步改进,完善其性能,以确保金属材料及金属设备的使用性能。

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