為了減緩腐蝕的發(fā)生，最有效、簡單、經(jīng)濟(jì)的方法 就是在鋼鐵表面涂刷防腐涂料。為了獲得優(yōu)良的耐腐蝕性能，涂刷前必須把底材上的鐵銹清除干凈。由于鐵銹是一種疏松的、多孔的、不斷產(chǎn)生(膨脹)的物質(zhì)，如果不除盡就在鑄鐵表面上涂刷會(huì)導(dǎo)致漆膜的防腐效果很差，所以鑄鐵的表面處理對(duì)于防腐涂料來說是至關(guān)重要的。

但是在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)遇到一些無法徹底除銹或者根本無法除銹的場景，例如大型建筑外立面、 橋梁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備、煤氣儲(chǔ)氣柜等鋼結(jié)構(gòu)在維修過程中，由于受施工條件的限制，不能采用噴砂或噴丸等方法除銹，而只好用手工或電動(dòng)工具除銹，其結(jié)果必然殘留鐵銹和各種腐蝕殘余物，即使采用價(jià)格昂貴、性能優(yōu)良的防銹涂料也難以發(fā)揮作用。還有受施工條件的限制，如氣候、濕度等外界因素的影響，使得常規(guī)的防腐、防銹涂料根本無法使用。

除銹工作在整個(gè)涂裝過程中所占的工序較長。防銹涂料除具有可在殘銹鋼鐵表面直接施工，并能起到一般底漆的作用等特點(diǎn)之外，還具有涂刷性好，易于施工，能在鋅或鍍鋅層上直接進(jìn)行施工的特點(diǎn)?？晒?jié)省人力、工時(shí)、設(shè)備、經(jīng)費(fèi)，有助于涂裝作業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的大幅度提高。因此開發(fā)一種使用要求相對(duì)寬泛的涂料就顯得尤為必要。 化學(xué)防銹涂料通常分為一般化學(xué)防銹涂料、預(yù)涂底漆和防銹涂料三大類。一般化學(xué)防銹涂料按所用化學(xué)防銹顏料的不同，通常又分為五類，即紅丹防銹底漆、鋅黃防銹底漆、磷酸鹽-鉻酸鹽防銹底漆、偏硼酸鋇防銹底漆和有機(jī)酸鹽防銹底漆。

防銹涂料的三大類

1.穩(wěn)定型防銹涂料

此類型的穩(wěn)銹作用原理主要是利用活性防銹顏料、穩(wěn)銹劑在涂層中的緩慢水解而產(chǎn)生的配位絡(luò)陰離子與活潑的鐵銹形成難溶的復(fù)雜多酸絡(luò)合物，以達(dá)到穩(wěn)定銹蝕的目的。常用的活性防銹顏料和穩(wěn)銹劑有磷酸鹽、鐵酸(鍶、鋇、鈣、鎂)鹽、鉻酸(鋅、鋇、鈣)鹽、有機(jī)氮堿(如鉻酸二苯胍、鉻酸胍等)。在防銹涂料中，由于原料和配比的不同，對(duì)銹蝕所起的穩(wěn)定作用也有差別。因此，可制得多品種、多性能的產(chǎn)品，以便在不同銹蝕程度的鋼鐵表面上使用，滿足不同的使用要求。根據(jù)所用原料的不同，穩(wěn)定型防銹涂料的代表性品種有含氮有機(jī)堿、R-二胺縮丙酮等作為穩(wěn)定劑的穩(wěn)定型防銹涂料。穩(wěn)定型防銹涂料不含有機(jī)、無機(jī)酸及其它轉(zhuǎn)化劑，對(duì)鐵銹的作用小，使鐵銹穩(wěn)定的速率慢，只適合于銹層較薄(一般在50μm以下，在30μm之內(nèi)更好)的鋼鐵表面上使用。正因?yàn)樗缓岷推渌D(zhuǎn)化劑，所以對(duì)待涂裝的鋼鐵表面條件要求較寬，適用面廣。在銹蝕不均、殘留堅(jiān)實(shí)氧化皮或舊涂膜的鋼鐵表面均可以進(jìn)行涂裝，對(duì)無銹鋼鐵表面也有很好的防銹作用。

2.滲透型防銹涂料

此類涂料是利用漆料對(duì)疏松鐵銹的潤濕滲透作用將鐵銹分隔開并將其包圍。其既不含穩(wěn)銹劑也不含轉(zhuǎn)化劑，對(duì)鐵銹幾乎不起什么化學(xué)作用，因此它主要適用于銹蝕較久、化學(xué)污染較少的鋼鐵表面施工，尤其是對(duì)鋼鐵結(jié)構(gòu)的一些鉚接或螺栓部位。磷酸鋅和鉻酸鋅水解后能與鐵銹反應(yīng)生成難溶的雜多酸鹽絡(luò)合物，從而對(duì)鐵銹起穩(wěn)定作用，同時(shí)它還能與有機(jī)氨堿(如鉻酸胍、鉻酸二苯胍等)反應(yīng)，形成不溶性更大的復(fù)雜多酸絡(luò)合物;若在涂料配方中加入適量的氧化鋅，它水解生成的氫氧化鋅能和酸性鐵銹反應(yīng)形成類似于四氧化三鐵的穩(wěn)定結(jié)構(gòu);在鐵紅防銹涂料中以氧化鋁代替70% ～ 80%的鐵紅，因?yàn)檠趸X是很穩(wěn)定的尖晶石結(jié)構(gòu)，所以對(duì)鋼鐵有很好的保護(hù)作用。這些方法都能有效地提高溶劑型穩(wěn)定型防銹涂料的防銹性能。

以上這2 種類型的防銹涂料因?yàn)椴荒軐㈣F銹轉(zhuǎn)化掉，所以只能起到封閉鐵銹的作用，若鐵銹中殘存水分或者漆膜對(duì)水汽和氧氣的阻隔性能不夠理想時(shí)，這將無法保證漆膜具有持久的保護(hù)特性。

3.轉(zhuǎn)化型防銹涂料

亦稱反應(yīng)型防銹涂料，除含有一般涂料的組分外，還含有一種能和鐵銹起化學(xué)反應(yīng)使有害的鐵銹轉(zhuǎn)化為無害的或具有一定保護(hù)作用的絡(luò)合物或螯合物。這種能與鐵銹起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化劑(如磷酸、亞鐵氰化鉀或鞣酸、水楊酸等)。轉(zhuǎn)化型防銹涂料因含有機(jī)、無機(jī)酸和其它轉(zhuǎn)化劑，對(duì)鐵銹的作用快，可在銹層較厚(40～100 μm)的鋼鐵表面施工，適用于銹蝕比較均勻且無殘余氧化皮及片狀厚銹的鋼鐵表面。維修重涂時(shí)應(yīng)除盡舊涂膜。但因銹層厚度及均勻性與轉(zhuǎn)化液之間的數(shù)量關(guān)系難以準(zhǔn)確確定，轉(zhuǎn)化液用量不足，鐵銹轉(zhuǎn)化不完全，用量過多有余酸，均會(huì)影響防腐蝕性能。

防銹涂料的組成成分

1.樹脂的選擇

防銹涂料廣泛應(yīng)用的成膜物質(zhì)有醇酸樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂和苯丙乳液等。這些樹脂中醇酸樹脂與面漆的配套性較差，僅適用于普通溶劑(汽油、乙醇等)所做的面漆。液態(tài)的酚醛樹脂存放期一般不超過半年，應(yīng)用較多的油溶性固態(tài)純酚醛樹脂存放期也不超過半年，應(yīng)用這類樹脂所生產(chǎn)的底漆由于存放期短會(huì)給生產(chǎn)和應(yīng)用帶來不便。適用于水性體系常用的有水性環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂的水分散體和苯丙乳液等。

以環(huán)氧樹脂為主要成分制備的“帶濕帶銹涂裝底漆”，其能與大多數(shù)涂料配套使用,也可單獨(dú)作為防銹涂料使用, 尤其是可直接用于高壓水除銹后的返銹和潮濕鋼板表面, 解決了高壓水處 理表面技術(shù)應(yīng)用后處理技術(shù)的難題。但是由于環(huán)氧樹脂相對(duì)分子質(zhì)量較大,體系黏度高,在施工過程中需用甲苯等有機(jī)溶劑調(diào)節(jié)至適合的施工黏度方可涂刷;采用了對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重的重金屬顏料鉻系顏料為銹轉(zhuǎn)化劑，仍然沒有解決涂料毒性大的問題。

以丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯酸以及磷酸酯功能性單體合成了一種功能性乳液，用該乳液配制的水性防銹涂料涂膜能在3%的鹽水中浸泡時(shí)間超過 720h。

其余還有以天然植物多磷酸酯為滲透性轉(zhuǎn)化螯合劑、丙烯酸膠乳為成膜物、亞鐵氰化鉀為轉(zhuǎn)化協(xié)同劑 及填料制備的一種多功能水性防腐涂料。和以亞麻油、順丁烯二酸酐和改性酚醛樹脂加合而成的水性樹脂為基料，與防銹顏填料混合也可配制出一種新型水溶性防銹涂料。

2.顏料的選擇

銹蝕的鋼鐵表面至少由2 層組成，里層是相對(duì)密實(shí)的磁鐵銹，外層是較松散的纖鐵銹，少量的晶體針鐵銹分布在2層內(nèi)。鐵銹由內(nèi)外2層組成，外層浮松銹蝕層和內(nèi)層牢固銹蝕層。

以典型的純丙及苯丙復(fù)合乳液為成膜物質(zhì)為例， 其以三聚磷酸鋁、磷酸鋅、氧化鋅、滑石粉、硫酸鋇等為顏填料制備出底面合一的水性帶銹防銹涂料。該涂料以穩(wěn)定型和滲透型集為一體的帶銹防銹涂料。由此也可以看出目前市場上防腐涂料中大多都是以采用活性顏料或填料來提高防腐涂料的使用壽命。

以磷酸鹽作為防銹涂料的顏填料舉例：

磷酸鹽作為防銹顏料的品種較多，如磷酸鋅、磷酸鐵銨、磷酸鐵、磷酸鉻、磷酸鈣、磷酸鋇等。在使用磷酸鋅時(shí)，它能和金屬表面及成膜樹脂形成高分子絡(luò)合物，因此它的防銹效果最好。應(yīng)用磷酸鋅的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)成膜物質(zhì)的選擇范圍較廣，一般在油基、醇酸樹脂、硝基纖維素、環(huán)氧樹脂等成膜物質(zhì)中均可使用，在水性漆和預(yù)涂底漆中也可應(yīng)用。它的最大缺點(diǎn)是單獨(dú)使用時(shí)體積濃度必須很高，而且效果也不理想。一般和四鹽基鋅黃、鉻酸鍶、氧化鋅等配合使用(其用量為總顏料量的20%～30%)時(shí)，防銹性和抗起泡性均有較大改善、因此磷酸鋅-鉻酸鹽防銹底漆一般由磷酸鋅、四鹽基鋅黃、鉻酸鍶、滑石粉和醇酸樹脂漆料配制而成。適宜在不宜使用紅丹防銹底漆或表面處理不干凈的時(shí)候使用這種防銹底漆。

三聚磷酸鹽由于酸性、水溶解度等原因，會(huì)破壞樹脂的穩(wěn)定性。故采用堿性物質(zhì)與三聚磷酸鹽反應(yīng)，獲得更適宜的pH值和溶解性。為了解決這一問題，氧 化鋅被作為改性物質(zhì)配套使用，在三聚磷酸鹽中添加 15%以上的就能得到pH為6～7的顏料產(chǎn)品，但成本和對(duì)環(huán)境的影響制約了它的使用。

焦磷酸根離子的防銹能力強(qiáng)于三聚磷酸根離子，是迄今發(fā)現(xiàn)的防銹能力最強(qiáng)的磷酸鹽。

　　3.填充料的選擇

將硅灰石、云母以及重晶石在內(nèi)的多種顏料體系比較后會(huì)發(fā)現(xiàn)，硅灰石在很寬的用量范圍內(nèi)都有很好效果，其中表面經(jīng)過有機(jī)基團(tuán)(硅烷或鈦酸鹽)修飾處理的超細(xì)粒徑的硅灰石效果尤為明顯。硅灰石不僅可有效緩沖三聚磷酸鹽顏料體系中的酸性，而且針狀和纖維狀顆粒形態(tài)結(jié)構(gòu)可起隔離屏蔽作用，保護(hù)金屬表面不發(fā)生腐蝕，同時(shí)還可增強(qiáng)涂膜的強(qiáng)度。

4.轉(zhuǎn)化劑的選擇

①采用磷酸和單寧酸作為鐵銹轉(zhuǎn)化劑，單寧酸與鐵離子反應(yīng)生成單寧酸鐵螯合物。丹寧酸-磷酸都能滲透到銹層內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成丹寧酸鐵和磷酸鐵膜，但隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，紅外光譜儀顯示銹層內(nèi)層的磁鐵銹濃度相對(duì)于外層纖鐵銹和針鐵銹濃度不斷增大，表明銹轉(zhuǎn)化劑并未完全滲透到銹層內(nèi)部。應(yīng)特別注意的是一種基于丹寧酸和磷酸的銹轉(zhuǎn)化劑，它毒性低，而且丹寧酸可再生。銹轉(zhuǎn)化劑的效果取決于丹寧酸的種類、濃度、磷酸的濃度、鋼鐵的腐蝕情況、鐵銹與轉(zhuǎn) 化劑的反應(yīng)時(shí)間、其它助劑的影響和使用方法。

但是水性防銹涂料現(xiàn)存的問題是：目前大多數(shù)有效 的銹轉(zhuǎn)化劑和銹穩(wěn)定劑如單寧酸和磷化液配制的銹轉(zhuǎn) 化劑、三聚磷酸鋁顏料多為酸性，很容易使乳膠體系不穩(wěn)定，限制了水性防銹涂料的發(fā)展。

防銹涂料還需要解決的問題

防銹涂料只適合于在銹層厚度為30～40 μm 的鋼鐵表面施工，超過厚度的銹、表面疏松的浮銹應(yīng)除去，因?yàn)檫@些物質(zhì)就像表面黏附的塵土一樣，本來就和底材沒有良好的附著力，即使涂刷了防銹涂料也只能將這部分浮銹轉(zhuǎn)化掉，再者是涂料不能和牢固的銹蝕層發(fā)生作用，所以會(huì)造成附著力很差且裝飾效果不好。

水性防銹涂料不能過度稀釋，否則涂膜太薄，涂料中所含鐵銹轉(zhuǎn)化劑無法將銹層完全轉(zhuǎn)化從而無法達(dá)到預(yù)期的效果。從目前技術(shù)的發(fā)展趨勢來看該類涂料因?yàn)槠渲泻兴嵝晕镔|(zhì)如單寧酸等，所以對(duì)其耐、酸堿性能均不做要求，并只能做底漆來使用。

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