材料腐蚀与涂装防护技术

崔岩

摘要：对腐蚀的概念及腐蚀的机理作了介绍和探讨，指出材料的腐蚀是自发的，人们追求的目标不是消除腐蚀，而是减缓腐 蚀。此外，文章重点介绍了材料的表面处理和涂装防腐。

关键词：腐蚀；防护；涂装；表面处理

中图分类号：TB304 文献标识码：A 文章编号：

2095-3178（2018）06-0120-01

材料腐蚀是全世界面临的一个严重问题。腐蚀不仅消耗了人们 创造的宝贵财富，而且破坏了生产、生活等许多活动的正常运行。 腐蚀和环境污染的关系也越来越引起人们的关注。为了防止腐蚀， 人们创造了各种各样的防腐蚀办法，其中涂层防腐更为活跃。防腐 涂料和涂层技术，实际就是寻找可以与介质环境抗争的涂层材料， 来替代金属表面，使之退居“二线”，进而保全金属构件或设备的整 体及其正常运作。

一、腐蚀的机理

1.化学腐蚀

金属的化学腐蚀是金属在干燥气体（如氧、氯、硫化氢等）和非

电解质溶液中进行化学反应的结果。化学反应作用引起腐蚀，在腐 蚀过程中不产生电流。金属的化学腐蚀只在特定的情况下发生，不 具普遍性。例如：金属的氧化 M+O→MO。

2.电化学腐蚀

金属和介质发生电化学反应而引起的腐蚀，在腐蚀过程中有阳

极和阴极区，电流可以通过金属在一定的距离中流动，如金属在各 种电介质溶液（如海水、酸、碱、盐溶液、潮湿大气等）中的腐蚀。 在一般情况下，电化学腐蚀主要为微电池腐蚀和浓差电池腐蚀。

3.化学或电化学加机械因素的腐蚀

这是多因素引起的腐蚀。由于各种因素的相互作用，往往产生

非常激烈的腐蚀，一般包括应力腐蚀、腐蚀疲劳、空蚀腐蚀等。 二、材料的涂装防护

1.涂装防护的作用

由于腐蚀与防护科学的理论和新技术不断被引用到涂料研究开

发中，对于涂料防腐作用的认识也在不断加深和完善，同时借鉴这 些原理又开发出许多防腐涂料的新品种。目前，大家比较认可的涂 装防腐作用可以归纳为4 个方面。

（1）屏蔽作用

优良的防腐涂料可以阻止或抑制水、氧气、离子透过漆膜，使

腐蚀介质与金属隔离，从而防止形成腐蚀电池或抑制其活动。 （2）漆膜的电阻效应

在腐蚀电池的回路中，人们无法阻止在金属内部电子从阳极向 阴极流动，但电绝缘性良好的漆膜却可以抑制溶液中阳极金属离子 的溶出和阴极放电现象。

（3）颜料的缓蚀作用和钝化作用

颜料是涂层的重要组成部分。大多数碱性颜料能与漆膜含有的

植物油酸以及有机漆膜氧化降解产生的低分子酸生成皂类化合物。 他们可以降低漆膜的吸水性和透水性，并有缓蚀作用。在防锈底漆 中经常采用活性较大的防锈颜料，如铬酸盐类等，他们对底材金属 有一定的钝化作用。

（4）阴极保护作用

在涂料中加入大量的作为阳极的金属粉，以涂料的施工方法覆

盖在金属的表面上形成保护层。在腐蚀过程中，它作为阳极被腐蚀， 机体金属被保护。富锌底漆就是此类代表。

2.材料表面处理

被涂材料表面在涂装前是否经过必要的表面处理，使其达到表

面平整光洁，无焊渣、锈蚀、酸碱、水分、油污等污物，是保证涂 装的关鍵。例如，如果被涂物表面有油或有水，涂装后有可能难以 形成连续涂膜，即使形成了连续涂膜，也会严重的影响涂膜的附着 力，使涂膜过早的剥落，失去其保护和装饰作用。被涂物表面的锈 蚀、酸碱等污物不除，也会带来同样的后果。因此，在涂装前进行 完善的表面处理，对增强涂膜的附着力，更大地发挥涂料的保护和 装饰作用，延长产品的使用寿命，起着极为重要的作用。防腐效果 的好坏，60%～70%在于表面处理和施工，即四分涂料，六分施工， 由此可见表面处理和施工的重要性。

（1） 除油

除油一般有几种办法：有机溶剂除油、化学除油、电化学除油 和乳化清洗除油。最常用的是化学除油和有机溶剂除油。化学除油 利用油脂在碱性介质中发生皂化作用，分别将皂化油污除去，因此， 也叫热碱除油法，这种除油效果最好。有机溶剂除油是利用溶剂对 油脂的溶解作用而清除油污的办法，只适用于轻度油污的工件。常 用汽油、丙酮、苯类等溶剂。溶剂毒性大，易于着火，除油不太干 净。

（2）除锈（主要指黑色金属）

除锈有几种方法：手工除锈、机械除锈、喷射除锈、化学除锈

等。前三种除锈效果一般不佳，如果物件面积较大，很难清除干净。 化学除锈利用锈的氧化物与酸溶液发生化学反应，将表面锈层溶解、 剥离以达到除锈的目的，所以又称“酸洗”除锈。表面除锈的好坏， 对涂层的耐久性影响很大。瑞典科学家曾做过大规模曝晒实际试验， 试验结果表明，除锈好坏可使涂膜耐用年数相差4倍以上。

3.涂料的选用

如前所述，防护涂料的品种很多，性能各异，被保护的对象多

种多样，使用条件各不相同。总之没有“万能涂料”可以适应各种 用途。因此，选择涂料是十分重要的。但是，一种优异的防腐蚀涂 料必须具备以下特征：

（1）耐腐蚀性能好

所谓涂料的耐腐蚀性是指其固化涂层对它所接触的腐蚀介质

（如水、酸碱、盐、各种化学药品、废液、化工气体等），在物理性 质和化学性质方面都是稳定的，即不被腐蚀介质溶胀、溶解，也不 被腐蚀介质所破坏、分解，不和腐蚀介质发生有害的化学反应。

（2）透气性和渗水性要小

涂层一般都有～定的透气性和渗水性，为此必须选用透气性小

的成膜物质和屏蔽作用大的涂料。

（3）要有良好的附着力和一定的机械强度

涂膜能否牢固地附着在金属基体上，是其否发挥防腐作用的关 键因素之一；除此之外，固化涂膜还应具有一定的物理机械强度， 以承受在工作条件下的应力。

（4）涂料成本和涂装费用低

在一般情况下，涂装的保护费用要低于其它的保护方法。施工

费用高于涂料本身的费用。

总之，实际中往往会出现这样的情况，某一涂料品种耐腐蚀性

能很好，但对基材附着力和机械性能不佳而无法使用。为了解决耐 腐蚀性能和机械性能之间的矛盾，常常采用几种涂料复配的方法。

结束语

材料的腐蚀与防护，一直是一对矛盾。腐蚀是自然的，特别在

恶劣的环境下，例如：沿海地带（严重的盐雾、空气湿热）、酸雾地 区（如 H2S、S02、C02、CO、N02 等）、大型化工和石油化工加工厂周 围、大型火力发电厂附近等地区，腐蚀的程度更为严重。人们不能 从根本上抑制腐蚀的发生，但可以设法对腐蚀材料进行保护，使其 腐蚀的速度减慢。在这一过程中，人们创造了各种防腐的方法，涂 料防腐是其中最为广泛使用的一种。为能够形成完善的防腐涂层， 应当做好：选用合适的涂料体系；制订最佳的涂装工艺；进行正确 的表面处理；严格执行涂装程序管理。

参考文献

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