材料腐蝕與涂裝防護(hù)技術(shù)

崔巖

摘要：對(duì)腐蝕的概念及腐蝕的機(jī)理作了介紹和探討，指出材料的腐蝕是自發(fā)的，人們追求的目標(biāo)不是消除腐蝕，而是減緩腐 蝕。此外，文章重點(diǎn)介紹了材料的表面處理和涂裝防腐。

關(guān)鍵詞：腐蝕；防護(hù)；涂裝；表面處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TB304 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

2095-3178（2018）06-0120-01

材料腐蝕是全世界面臨的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。腐蝕不僅消耗了人們 創(chuàng)造的寶貴財(cái)富，而且破壞了生產(chǎn)、生活等許多活動(dòng)的正常運(yùn)行。 腐蝕和環(huán)境污染的關(guān)系也越來(lái)越引起人們的關(guān)注。為了防止腐蝕， 人們創(chuàng)造了各種各樣的防腐蝕辦法，其中涂層防腐更為活躍。防腐 涂料和涂層技術(shù)，實(shí)際就是尋找可以與介質(zhì)環(huán)境抗?fàn)幍耐繉硬牧希?來(lái)替代金屬表面，使之退居“二線(xiàn)”，進(jìn)而保全金屬構(gòu)件或設(shè)備的整 體及其正常運(yùn)作。

一、腐蝕的機(jī)理

1.化學(xué)腐蝕

金屬的化學(xué)腐蝕是金屬在干燥氣體（如氧、氯、硫化氫等）和非

電解質(zhì)溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。化學(xué)反應(yīng)作用引起腐蝕，在腐 蝕過(guò)程中不產(chǎn)生電流。金屬的化學(xué)腐蝕只在特定的情況下發(fā)生，不 具普遍性。例如：金屬的氧化 M+O→MO。

2.電化學(xué)腐蝕

金屬和介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，在腐蝕過(guò)程中有陽(yáng)

極和陰極區(qū)，電流可以通過(guò)金屬在一定的距離中流動(dòng)，如金屬在各 種電介質(zhì)溶液（如海水、酸、堿、鹽溶液、潮濕大氣等）中的腐蝕。 在一般情況下，電化學(xué)腐蝕主要為微電池腐蝕和濃差電池腐蝕。

3.化學(xué)或電化學(xué)加機(jī)械因素的腐蝕

這是多因素引起的腐蝕。由于各種因素的相互作用，往往產(chǎn)生

非常激烈的腐蝕，一般包括應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、空蝕腐蝕等。 二、材料的涂裝防護(hù)

1.涂裝防護(hù)的作用

由于腐蝕與防護(hù)科學(xué)的理論和新技術(shù)不斷被引用到涂料研究開(kāi)

發(fā)中，對(duì)于涂料防腐作用的認(rèn)識(shí)也在不斷加深和完善，同時(shí)借鑒這 些原理又開(kāi)發(fā)出許多防腐涂料的新品種。目前，大家比較認(rèn)可的涂 裝防腐作用可以歸納為4 個(gè)方面。

（1）屏蔽作用

優(yōu)良的防腐涂料可以阻止或抑制水、氧氣、離子透過(guò)漆膜，使

腐蝕介質(zhì)與金屬隔離，從而防止形成腐蝕電池或抑制其活動(dòng)。 （2）漆膜的電阻效應(yīng)

在腐蝕電池的回路中，人們無(wú)法阻止在金屬內(nèi)部電子從陽(yáng)極向 陰極流動(dòng)，但電絕緣性良好的漆膜卻可以抑制溶液中陽(yáng)極金屬離子 的溶出和陰極放電現(xiàn)象。

（3）顏料的緩蝕作用和鈍化作用

顏料是涂層的重要組成部分。大多數(shù)堿性顏料能與漆膜含有的

植物油酸以及有機(jī)漆膜氧化降解產(chǎn)生的低分子酸生成皂類(lèi)化合物。 他們可以降低漆膜的吸水性和透水性，并有緩蝕作用。在防銹底漆 中經(jīng)常采用活性較大的防銹顏料，如鉻酸鹽類(lèi)等，他們對(duì)底材金屬 有一定的鈍化作用。

（4）陰極保護(hù)作用

在涂料中加入大量的作為陽(yáng)極的金屬粉，以涂料的施工方法覆

蓋在金屬的表面上形成保護(hù)層。在腐蝕過(guò)程中，它作為陽(yáng)極被腐蝕， 機(jī)體金屬被保護(hù)。富鋅底漆就是此類(lèi)代表。

2.材料表面處理

被涂材料表面在涂裝前是否經(jīng)過(guò)必要的表面處理，使其達(dá)到表

面平整光潔，無(wú)焊渣、銹蝕、酸堿、水分、油污等污物，是保證涂 裝的關(guān)鍵。例如，如果被涂物表面有油或有水，涂裝后有可能難以 形成連續(xù)涂膜，即使形成了連續(xù)涂膜，也會(huì)嚴(yán)重的影響涂膜的附著 力，使涂膜過(guò)早的剝落，失去其保護(hù)和裝飾作用。被涂物表面的銹 蝕、酸堿等污物不除，也會(huì)帶來(lái)同樣的后果。因此，在涂裝前進(jìn)行 完善的表面處理，對(duì)增強(qiáng)涂膜的附著力，更大地發(fā)揮涂料的保護(hù)和 裝飾作用，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，起著極為重要的作用。防腐效果 的好壞，60%～70%在于表面處理和施工，即四分涂料，六分施工， 由此可見(jiàn)表面處理和施工的重要性。

（1） 除油

除油一般有幾種辦法：有機(jī)溶劑除油、化學(xué)除油、電化學(xué)除油 和乳化清洗除油。最常用的是化學(xué)除油和有機(jī)溶劑除油?；瘜W(xué)除油 利用油脂在堿性介質(zhì)中發(fā)生皂化作用，分別將皂化油污除去，因此， 也叫熱堿除油法，這種除油效果最好。有機(jī)溶劑除油是利用溶劑對(duì) 油脂的溶解作用而清除油污的辦法，只適用于輕度油污的工件。常 用汽油、丙酮、苯類(lèi)等溶劑。溶劑毒性大，易于著火，除油不太干 凈。

（2）除銹（主要指黑色金屬）

除銹有幾種方法：手工除銹、機(jī)械除銹、噴射除銹、化學(xué)除銹

等。前三種除銹效果一般不佳，如果物件面積較大，很難清除干凈。 化學(xué)除銹利用銹的氧化物與酸溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將表面銹層溶解、 剝離以達(dá)到除銹的目的，所以又稱(chēng)“酸洗”除銹。表面除銹的好壞， 對(duì)涂層的耐久性影響很大。瑞典科學(xué)家曾做過(guò)大規(guī)模曝曬實(shí)際試驗(yàn)， 試驗(yàn)結(jié)果表明，除銹好壞可使涂膜耐用年數(shù)相差4倍以上。

3.涂料的選用

如前所述，防護(hù)涂料的品種很多，性能各異，被保護(hù)的對(duì)象多

種多樣，使用條件各不相同?？傊疀](méi)有“萬(wàn)能涂料”可以適應(yīng)各種 用途。因此，選擇涂料是十分重要的。但是，一種優(yōu)異的防腐蝕涂 料必須具備以下特征：

（1）耐腐蝕性能好

所謂涂料的耐腐蝕性是指其固化涂層對(duì)它所接觸的腐蝕介質(zhì)

（如水、酸堿、鹽、各種化學(xué)藥品、廢液、化工氣體等），在物理性 質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)方面都是穩(wěn)定的，即不被腐蝕介質(zhì)溶脹、溶解，也不 被腐蝕介質(zhì)所破壞、分解，不和腐蝕介質(zhì)發(fā)生有害的化學(xué)反應(yīng)。

（2）透氣性和滲水性要小

涂層一般都有～定的透氣性和滲水性，為此必須選用透氣性小

的成膜物質(zhì)和屏蔽作用大的涂料。

（3）要有良好的附著力和一定的機(jī)械強(qiáng)度

涂膜能否牢固地附著在金屬基體上，是其否發(fā)揮防腐作用的關(guān) 鍵因素之一；除此之外，固化涂膜還應(yīng)具有一定的物理機(jī)械強(qiáng)度， 以承受在工作條件下的應(yīng)力。

（4）涂料成本和涂裝費(fèi)用低

在一般情況下，涂裝的保護(hù)費(fèi)用要低于其它的保護(hù)方法。施工

費(fèi)用高于涂料本身的費(fèi)用。

總之，實(shí)際中往往會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，某一涂料品種耐腐蝕性

能很好，但對(duì)基材附著力和機(jī)械性能不佳而無(wú)法使用。為了解決耐 腐蝕性能和機(jī)械性能之間的矛盾，常常采用幾種涂料復(fù)配的方法。

結(jié)束語(yǔ)

材料的腐蝕與防護(hù)，一直是一對(duì)矛盾。腐蝕是自然的，特別在

惡劣的環(huán)境下，例如：沿海地帶（嚴(yán)重的鹽霧、空氣濕熱）、酸霧地 區(qū)（如 H2S、S02、C02、CO、N02 等）、大型化工和石油化工加工廠(chǎng)周 圍、大型火力發(fā)電廠(chǎng)附近等地區(qū)，腐蝕的程度更為嚴(yán)重。人們不能 從根本上抑制腐蝕的發(fā)生，但可以設(shè)法對(duì)腐蝕材料進(jìn)行保護(hù)，使其 腐蝕的速度減慢。在這一過(guò)程中，人們創(chuàng)造了各種防腐的方法，涂 料防腐是其中最為廣泛使用的一種。為能夠形成完善的防腐涂層， 應(yīng)當(dāng)做好：選用合適的涂料體系；制訂最佳的涂裝工藝；進(jìn)行正確 的表面處理；嚴(yán)格執(zhí)行涂裝程序管理。

參考文獻(xiàn)

[1]王受謙，楊淑貞.防腐蝕涂料與涂裝技術(shù)[M].北京化學(xué)工

業(yè)出版社，2002 .

[2]王泳厚等.涂料防腐蝕技術(shù)300問(wèn)[M].北京：金盾出皈杜， 2005.

（2） [3]張承宗.金屬的腐蝕與防護(hù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社， 2005.