3 常用有机防腐蚀涂料特性及应用

    防腐蚀涂料往往是一个体系，包括底漆、面漆；其保护对象包括一切适于保护的材质。因此，防腐蚀涂料对腐蚀介质的化学稳定性、屏蔽性能、抗老化性能，对工况条件(热、力等)的适应性能是至关重要的。防腐涂料大多属于合成树脂或橡胶类涂料。同一种成膜物质制成的涂料具有基本相似的性能，需指出的是，在成膜物相同的情况下，其他组分不同或施工处理条件不同，涂膜性能会有很大的差异，如同一种环氧树脂使用不同的固化剂，其耐热、耐蚀性能相差较大，热固酚醛涂料的耐蚀性能要比冷固酚醛涂料好；另外，同种树脂由于相对分子质量不同、制造方法不同也会给性能带来很大的差异；至于几种树脂混合组成的改性涂料，其性能更为复杂。  3．1    环氧树脂类防腐蚀涂料

3．1．1 特性

    环氧树脂是指分子结构上含有两个以上环氧基的高分子化合物。此类防腐涂料品种多、性能优异、应用广泛，是一种极为重要的防腐涂料。用于防腐涂料的环氧树脂主要有三类：双酚A型、双酚F型以及酚醛环氧树脂。分子结构性能决定了环氧防腐涂料具有如下特性：

    ①极好的附着力。环氧树脂结构中含有大量的极性羟基和醚键，它们与相邻界面物质能产生较强的吸收力，对金属、木材、混凝土、玻璃均有优良的附着力。

    ②优异的耐蚀、抗渗性能。环氧树脂结构含有稳定的苯环、醚键，使涂层能耐酸、碱和有机溶剂的侵蚀；虽含有亲水的羟基，但通过固化后交联结构的隔离作用，仍能具有良好的耐水性。同时由于环氧树脂固化过程中无小分子副产物，涂层结构致密，使各种腐蚀介质难于渗透到金属表面，抗渗性能极佳。

    ③良好的力学性能。环氧树脂结构中刚性的苯环与柔性的烃链交替排列，使涂层坚硬而柔韧。另外，涂膜固化时，体积收缩率小，热膨胀系数也小，涂层不易因温变等因素而产生龟裂。

④高度的贮存稳定性。环氧树脂本身是热塑性的，不加固化剂不会固化，也不会受热固化，一般放置2年不会变质。

⑤利用环氧基的化学活性。可与各种树脂拼用改性，制备多品种、多性能的防腐涂料。特别是环氧树脂可制备粉末涂料、无溶剂涂料、高固体组分涂料、水性涂料等高性能、环保重防腐涂料，满足时代的发展趋势。

    ⑥易老化。环氧树脂中的醚键使漆膜耐日光紫外线照射性差，长久日晒，漆膜易失去光泽，然后粉化，所以不易用于户外面漆。加入紫外线吸收剂、铝粉、云母氧化铁等可阻缓其粉化的速度。

环氧树脂的溶剂常采用：二甲苯／丁醇=7／3的混合溶剂。

3．1．2  固化

    环氧树脂固化剂主要有：

    脂肪族胺类：品种有乙二胺、二乙烯(撑)三胺、多乙烯(撑)多胺等。其特点是：室温下固化，固化速度快，粘度低，易于和其他树脂混用，操作方便。但毒性较大，固化时放热量大，使用期限短，固化受温度、湿度条件的限制性较大，固化后漆膜耐热性、机械强度较差。

    芳香族胺类：主要为间苯二胺、间苯二甲胺等。其特点是：需在加热条件下固化，与树脂混合不便，固化物的耐热、耐蚀性能较为突出。

    胺改性固化剂：主要有胺加成固化剂(如590、593固化剂)、T31固化剂、酚氨基醇固化剂(以腰果油为主要原料的胺加成固化剂)。其中T31固化剂是室温环氧树脂固化剂的主要种类，其主要缺点是固化后涂膜脆性较大，配方中需加增塑剂；而酚胺基醇固化剂具有类似于T31固化剂的综合性能，同时又有良好的柔韧性。

    聚酰胺固化剂：其固化过程是通过聚酰胺末端的伯、仲胺上的氢(不是通过酰胺基上的氢)与环氧基反应，由于两端氨基的分子间距较大，固化后的密度小，因此固化后的涂膜有优良的韧性；而且由于聚酰胺固化剂的用量要求不严格，可以根据需要通过聚酰胺的用量来调节韧性。与其他固化剂比较，固化物耐水性较好，但耐化学性和耐溶性较差，并且固化活性也不高，必要时可和其他高活性固化剂并用或加入促进剂。   

3．1．3 环氧树脂防腐蚀涂料的种类、特性及应用

    环氧树脂防腐蚀涂料种类很多，可将树脂与防锈颜料配制各种防锈底漆、富锌涂料等。常根据所用固化剂、改性树脂及应用形态的不同可归纳为以下四类：胺固化环氧防腐涂料，环氧酯防腐涂料，合成树脂改性环氧防腐涂料，其他类型。它们的主要特性及用途见表5—11。

表5—11环氧防腐涂料种类、特性及应用

3．2 酚醛防腐蚀涂料

    酚醛树脂为由酚和醛(在酸或碱催化下)按不同物质的量比缩合而得的产物，视原料配比和工艺条件的不同，可得不同类型的酚醛树脂。

    酚醛树脂防腐涂膜具有突出的耐酸性，也耐各种盐溶液和有机溶剂的侵蚀，其耐热性较好(优于环氧树脂)，但不耐温变。但因其结构中含有大量的酚羟基，容易和碱反应而生成酚钠，使涂层遭到破坏，要提高耐碱性，必须进行改性(如加入二氯丙醇与酚羟基反应生成稳定的醚键)。另外，涂层内聚力大，弹性差，对金属的附着力也不理想，故常与其他树脂底漆配套使用。油改性酚醛树脂可以改善涂膜的机械性能，但其耐腐蚀性却下降。

    常用酚醛树脂防腐蚀涂料基本上可分为两大类：一类是一般耐酸涂料，是以油改性酚醛树脂为基料的，涂层能耐室温硫酸、磷酸及各种酸性溶液的腐蚀，但不耐氧化性酸和碱的腐蚀，耐水性比醇酸树脂好，机械性能尚好，既可自干，也可烘干，适于保护受酸气腐蚀的金属和木材。二是以醇溶性热固型酚醛树脂为成膜物质的通用防腐蚀涂料：将醇溶性热固型酚醛树脂溶于工业乙醇中，再和适当的惰性颜料、填料一起研磨，即可配制成各种用途的防腐蚀涂料。这类涂料需要加热固化，但也可加入酸性固化剂固化成膜。为了提高涂膜的机械性能，常加入各种增塑剂。酚醛树脂涂料具有良好的耐热性(130℃长期使用)及耐热酸、有机试剂、水蒸气的侵蚀，常用作换热器防腐保护。为防止涂层龟裂、提高抗渗性，一般需涂3。5道，涂装时应根据设备情况制定严格的操作程序，每涂一层应放置3～5h，从60～105℃随炉升温大约需要10多小时，最后一道在105°C热处理一段时间后，再用10余小时降到室温。施工方面的不便，限制了其在大型设备上的应用。

3．3 聚氨酯防腐蚀涂料

3．3．1 特性

    聚氨酯涂料具有许多优异性能，可归纳为以下几方面：

    ①漆膜高分子结构中存在大量氢键，赋予涂膜极好的物理力学性能：涂膜坚韧、耐磨、光亮、丰满、与被涂物附着力好，并可通过调节配方，获得所需力学性能的涂膜，如可从极坚硬的涂膜调到极柔韧的弹性涂膜，以适合不同环境下的应用。

    ②优异的防腐性能：耐酸、耐水性优于环氧涂料，耐酸、碱、水、热等性能均优于乙烯类树脂漆。

    ③施工可操作范围广，既可室温固化，也可加热固化；由于异氰酸基的高反应活性，还可调整配方使涂料在10℃以下，甚至0oC以下干燥成膜。

    ④多官能团性决定其能与多种树脂拼用改性配制成满足不同使用要求的新品种。能与之拼用的树脂有：聚酯、聚醚、环氧、醇酸、羟基丙烯酸、有机硅树脂、沥青、乙烯共聚物、纤维素等。

    ⑤良好的电绝缘性。

    ⑥芳香族聚氨酯在阳光下受紫外线照射易泛黄；脂肪族聚氨酯涂料不易变黄，多用于对耐候性要求较高的面漆。

聚氨酯涂料综合性能好，适应能力强，是最易通过分子结构设计获得较为广泛的防腐性能和物理机械性能的涂料种类，并可同时使耐化学介质腐蚀与附着力、硬度与弹性、耐磨性与抗渗性等相互矛盾的各种性能达到平衡，以适应复杂多变的工作场合和防腐要求。是目前应用最广、发展最快的品种之一。

3．3．2 聚氨酯防腐蚀涂料种类、特性及应用

    根据其组成和固化特性，聚氨酯防腐涂料可分为如下几大类：

    (1)氧固化型聚氨酯改性油涂料(单组分)

又称氨酯油，是将常见的干性油与多元醇进行酯交换反应生成多元醇二酸酯，再与二异氰酸酯反应即得氨酯油。在其分子中不含活性异氰酸酯基，主要靠干性油中的不饱和双键，在钴、铅、锰等金属催干剂的作用下而氧化聚合成膜。其光泽、丰满度、硬度及耐磨、耐水、耐油和耐化学腐蚀性能等均比醇酸树脂涂料好。但流平性差、涂膜耐候性不佳，户外使用易于泛黄、粉化。聚氨酯油的贮存稳定性好，无毒，有利于制造色漆，施工方便，价格也较低，一般用于室内木器家具、地板、水泥表面的涂装及船舶防腐蚀涂装。

    (2)湿固化型聚氨酯涂料(单组分)

    是由含有一NCO端基的预聚物组成。靠它与空气中的水分反应而固化成膜。其交联密度大，坚硬、耐磨、耐油、耐化学腐蚀，抗污染，又能在潮湿环境下施工，用于潮湿地区的建筑物和水泥、金属、砖石等物面的涂装，也可用作防止核辐射的保护涂层。

    (3)封闭型聚氨酯涂料(单组分)

    将二异氰酸酯加成物用苯酚等封闭后，再和适当的含羟基组分配制而成(一NCO基团被保护)。室温下可长期贮存，但因苯酚封闭的聚氨酯键不稳定，受热(130～170oC)即解封放出苯酚，其加成物便和含羟基组分反应而固化成膜，所以这种涂料也称为单组分热固型聚氨酯涂料。该涂膜的电绝缘性好，耐油、耐水、耐溶剂及化学品性能优良，附着力强。主要用于涂覆漆包线电绝缘涂料，也可作为轿车用聚氨酯烘漆。

    (4)催化固化型聚氨酯涂料(双组分)

    以异氰酸酯预聚物为A组分，催干剂为B组分，两者分开包装，使用时将两组分按比例混合均匀后即可施工，其固化机理与湿固化聚氨酯涂料相同，靠空气中水分使其固化交联。因为有催化剂的催化加速作用，固化速度更快，并不受潮气和温度的影响，在较低的温度下也能固化。涂膜具有附着力、耐磨性、耐水性和光泽性较好的特点。但不宜作为面漆。常用于木材、混凝土、石油化工设备等的涂装。

    (5)羟基固化型聚氨酯涂料(双组分)

    这类涂料主要是由含一NCO端基的异氰酸酯组分(A组分)和含一OH端基的羟基组分(B组分)构成的双组分涂料。既可室温固化，亦可低温烘烤固化，毒性小，涂膜的性能可以在广泛的范围内调整。在防腐蚀涂料中常用的A组分是由甲苯二异氰酸酯(TDI)和多元醇(如三羟甲基丙烷即TMP、甘油等)反应制成的加成物。常用的B组分有聚酯、聚醚、环氧、沥青、酚醛、丙烯酸(含羟基)、有机硅，以及其他含羟基的树脂。由此可知，B组分种类很多，结构各异，性能也各不相同。为满足各种涂膜性能上的要求，可对A、B组分进行选择。因此这类涂料可按预定目标配制成不同品种、不同性能和各种用途的漆膜。是聚氨酯涂料中在金属防腐方面综合性能最好、品种最多、产量最大、用途最广、最有发展前途的种

类。其最常用的品种为：

    ①聚酯多元醇固化聚氨酯涂料：漆膜具有良好的耐候性、耐溶剂性、耐化学腐蚀及耐油性，但由于酯基易水解，耐水性有限。可用作耐油、耐酸、耐化学腐蚀的涂料，适用于化工环境以及船舶成品油舱涂料等。

    ②聚醚多元醇固化聚氨酯涂料：成本低，耐水、耐碱性能均优于聚酯型，对周期性湿、热、氯、氨的作用很少受到影响，耐腐蚀性能优于聚酯型。但因含有醚键，不耐紫外线，易于粉化和失去光泽。适用于作室内耐化学腐蚀及耐油料等场合。若加入铝粉、云母氧化铁等配成磁漆，也可用于化工大气防腐。

    ③聚氨酯／醇酸树脂防腐涂料：是以蓖麻油改性醇酸树脂为羟基组分，TDI／TMP加成物为固化剂的双组分涂料。用于湿热地区及化工环境的混凝土构筑物、钢结构及设备保护。

    ④聚氨酯／环氧树脂防腐涂料：兼有聚氨酯、环氧的特性。具有优良的耐化学介质腐蚀性能，对非氧化性无机酸、碱、盐及水的侵蚀有极好的抵抗力，不被汽油和溶胶溶胀，耐磨性、耐热性及耐水性超过乙烯类涂料，耐碱性与环氧涂料相当，短期内耐水性比环氧好。适用于尿素造粒塔、油罐等的防腐涂装。

    ⑤聚氨酯／沥青防腐涂料：含有异氰酸酯的醚油预聚物与煤焦沥青溶液拼用而成，其性能稍优于环氧沥青防腐涂料，具有优异的耐水、抗渗和耐蚀性，但耐碱性较差，户外使用易龟裂，宜做水下、海洋和石油化工贮罐内壁防腐涂料，还可用于涂装高压水管内壁和水闸装置等。因其固化快，特别适于寒冷地区施工和冬季施工。

    ⑥聚氨酯／羟基丙烯酸类树脂改性涂料：是一种高级户外防护涂料，具有极好的户外耐候、保色、保光性，又耐化学腐蚀及抗污。与聚酯多元醇相比，羟基丙烯酸树脂中羟基的含量较低，异氰酸酯的耗用量较少，此时交联密度虽低，但其物理机械性能却仍很好。若选用不同结构的丙烯酸类单体，调节共聚物的相对分子质量及羟基含量，就能广泛地改变涂膜的柔韧性和交联密度，从而可制得满足各种特殊要求的涂料。涂膜干得快，不沾尘，可进行流水作业，提高劳动生产率。含羟基丙烯酸树脂改性聚氨酯涂料的应用范围很广，如汽车工业、建筑工业(高级外墙涂料)、石油及化学工业(如海上钻井平台的上层结构面漆)等。可涂覆于钢、铝、砖石建筑的表面，如贮槽、钢结构件、金属管件及汽车等，也可使用于家电、轻工等方面。

    ⑦聚氨酯／氯醋共聚物防腐涂料：由聚氨酯加成物与VAGH(氯乙烯一乙酸乙烯一乙烯醇三元共聚物)拼用而得，VAGH经与异氰酸基交联后，由热塑性转变为热固性，提高了涂层的耐蚀、耐热性及强度。此涂料固化快，耐盐、碱性突出，曾用于小联碱设备防腐和青藏铁路盐碱冻土地带桥墩的防腐。

    (6)聚氨酯粉末涂料

    现已开发出多种类聚氨酯粉末涂料，涂膜除具有优良的防腐性能和物理机械性能外，还具有耐磨、耐划痕、耐溶剂及涂膜色泽光亮丰满等特性。现主要用于钢板框架、铝制品、汽车、农机、自行车、建筑机械、家用电器方面的涂装。

随着新型异氰酸酯原料和新型活性氢化物的不断出现，以及制备工艺的改进，聚氨酯涂料品种将不断增加，以满足各种苛刻的使用要求。

3．4 含氯橡胶类防腐蚀涂料

    漆用橡胶树脂是以天然或合成橡胶为原料，经过化学处理(氯化改性)而制得。天然橡胶相对分子质量大，溶液的粘度高，涂膜干燥缓慢，且膜软、发粘；又因天然橡胶大分子中具有较多的双键(即高度不饱和)，易于老化，故不宜用来制造涂料。合成橡胶的品种很多，某些品种如丁苯橡胶、氯丁橡胶及丁基橡胶等皆可用作涂料，但防腐蚀性能不够理想。不论是天然橡胶或合成橡胶，通过氯化改性或者通过其他方法合成得到的含氯弹性聚合物，其溶解性、可塑性、反应性、化学稳定性以及耐腐蚀性才有所改善或提高，从而符合制取防腐蚀涂料的要求。因此，橡胶类防腐涂料主要为含氯橡胶涂料，包括：氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯涂料、氯丁橡胶涂料、氯化氯丁橡胶涂料。该类涂料涂膜与基材、涂层与涂层之间的附着力强，耐水、酸、碱、盐，防腐性能好；并具有阻燃自熄、防霉性能。但涂膜不耐高温，高温下易析出氯化氢气体而降解，性能变差，使用温度一般不超过60℃。

3．4．1 氯化橡胶防腐蚀涂料

    氯化橡胶由天然橡胶或合成的异戊橡胶降解后氯化而得，呈白色粉末状，溶液粘度因橡胶降解程度而异。易溶于芳烃、卤烃、酯类和酮类，并可用部分脂肪烃作稀释剂。树脂本身性脆，制漆时需加用增塑剂或其他增塑性好的树脂。漆膜特性为：

    ①由于分子结构规整、饱和、极性小，故漆膜化学稳定性高，耐酸、碱、盐、氯化氢、硫化氢、二氧化硫等化学品的侵蚀，但不耐浓硝酸和氢氧化铵；长期与动物油、植物油和脂肪接触，漆膜软化和膨胀。

    ②对光、热不稳定，使用温度低于60℃。

    ③与大部分合成树脂相比，其对水、水蒸气通过性最低，抗渗透性极好。

    ④是溶剂挥发型单组分涂料，无毒，快干、不受施工温度限制，无层间附着问题。

    ⑤氯化橡胶可和多种树酯配合制漆，如不干性醇酸、环氧酯、环氧、煤焦沥青、热塑性丙烯酸以及乙烯一乙酸乙烯共聚树脂等，以改进其柔韧性、耐候、耐腐蚀性等。

    ⑥低分子量增塑剂，如氯化石蜡、氯化联苯或苯二甲酸酯常因其亲水性而影响涂层的防腐蚀性。

氯化橡胶涂料是一种高效防腐蚀涂料，常用作水下钢结构、船舶、地下输油、输气管道防腐保护，但不宜涂于化学品贮槽、贮罐内壁。常用品种有：氯化石蜡改性、氯化橡胶／丙烯酸磁漆、氯化橡胶／醇酸树脂防腐蚀漆、氯化橡胶／煤焦油防腐蚀漆。

3．4．2 氯磺化聚乙烯防腐蚀涂料

    氯磺化聚乙烯防腐蚀涂料由氯磺化聚乙烯、硫化剂、硫化促进剂、颜料和溶剂组成。固化后的涂层结构饱和，又无发色基团存在，因而涂层具有良好的耐氧化、耐晒和保色性，耐酸、耐碱，涂层本身既有弹性，又耐磨蚀，耐热温度为120℃。但使用芳香族溶剂，施工时毒性较大，并且涂膜颜色较深、装饰性较差，不宜制造浅色或装饰性涂料。除可作金属防腐蚀涂料外，还适用于橡胶、塑料、织物等的防护。目前主要用于石油化工大气、石油化工设备、管道、海洋石油设施、船舶和石油化工建筑的防腐蚀涂装。

3．4．3 氯丁橡胶防腐蚀涂料

    由氯丁橡胶和其他树脂如对叔丁酚甲醛树脂或过氯乙烯树脂等配制而成，具有耐水、耐晒、抗磨损及耐酸、耐碱特点。其缺点是有色变，不能配制浅色漆，对金属的附着力差，需用氯化橡胶底漆打底。适用于地下、水下或有腐蚀介质的潮湿环境下物件的防腐，常用于化工生产设备、船舶、电镀设备的涂装，也可用作保护性可剥离漆，作为铝及铝合金化学铣切时临时保护层。

3．5 乙烯类含氯防腐蚀涂料

   采用含有大量氯元素的聚烯烃类高聚物为成膜物质所制成的防腐蚀涂料，为乙烯类含氯防腐蚀涂料。该类涂料是由乙烯类单体聚合的树脂配制而成，是热塑性涂料，靠溶剂挥发而成膜，干燥迅速，施工条件宽松。一般来说，此类涂料的耐候性、耐蚀性良好，宜作户外大气防腐及石油化工设备的内壁防腐；但对金属的附着力较差，必须用各种配套底漆(如环氧底漆等)和多道涂装，以保证涂层良好的附着力和一定的厚度；另外，它的耐热性不高，使用温度一般不宜超过50。C。其品种主要有：聚氯乙烯树脂涂料、过氯乙烯树脂涂料、氯乙烯一乙酸乙烯共聚树脂涂料、氯醚共聚树脂涂料、偏氯乙烯共聚树脂涂料、高氯化聚烯烃涂料、氯化乙烯一乙酸乙烯共聚物树脂涂料。其中产量最大、应用最广的为过氯乙烯树脂漆。

下面简单介绍其中的三个典型品种。

3．5．1 过氯乙烯防腐蚀涂料

    过氯乙烯由聚氯乙烯再氯化制成，含氯量在54％左右。能溶解于芳烃、酯及酮的混合溶剂。能形成结构致密、耐化学介质腐蚀的漆膜。常与醇酸、环氧树脂配合使用，改善对金属附着力和耐温性。使用过氯乙烯为底漆时，表面处理要求较高，如果不能达到满意的程度，采用环氧酯漆打底较好。过氯乙烯漆的漆膜很薄，一般要涂6一10道才能达到防腐蚀要求的厚度。过氯乙烯漆在防止户外化工大气和海洋环境条件钢结构腐蚀方面应用较多。

3．5．2 氯乙烯-乙酸乙烯共聚树酯防腐蚀涂料

    为了保留聚氯乙烯的耐腐蚀、不燃、坚韧耐磨的优点，又要增加分子链的柔性，以改善其溶解性能及与其他树脂、增塑剂的相容性，除氯化外也可采用共聚的方法来达到这些目的。最常选用的共聚单体为乙酸乙烯，共聚物简称为氯醋共聚树脂。乙酸乙烯在共聚的大分子链中混杂排列，破坏了原有聚氯乙烯分子链的规整性，即乙酸乙烯起着内增塑作用。由氯醋共聚树脂配制而成的涂料简称为氯醋涂料。一般漆用氯醋共聚树脂中含有乙酸乙烯15％～17％，此含量为能适当提高溶解性和附着力，而防腐蚀性能下降不十分明显的平衡点。

氯醋共聚树脂涂料具有耐水、耐油、耐化学腐蚀、耐候、防霉、不易燃、坚韧耐磨等特性。这类涂料的附着力优于过氯乙烯涂料，故用途较广，可用于化工防腐涂料、金属卷材涂料、船舶及海洋设备涂料，以及常用的食品包装、木器和塑料制品表面等的涂料。

3．5．3 高氯化聚乙烯防腐蚀涂料

    氯化聚乙烯(CPE)和高氯化聚乙烯(HCPE)都有良好的耐化学介质腐蚀和抗老化性能，溶解性也基本能满足制漆的要求。与过氯乙烯树脂相比，HCPE分子上的氯原子的位置是无规则的，因而分子的排列是无序的，分子间的缔合力很小，基本上是处于低结晶度或非结晶状态。而过氯乙烯虽然经聚氯乙烯氯化之后，平均3个氯乙烯链节上又接上一个氯原子，但分子的排列仍比较规整，尚有一定的结晶性。所以，虽然二者的氯含量都在60％以上．HCPE的溶解性较过氯乙烯好，且可以不用强溶剂。同时，能与HCPE相容的树脂更多些，给防腐蚀涂料的改性和性能调节留有更大的余地。

这类涂料具有较优良的性能(如耐化学防腐性、耐候性、绝缘及极高的起始光泽性)，是涂料工业中的新型成膜物质。它的种类有底漆、面漆、磁漆、防锈漆及防腐漆等。该类涂料与氯磺化聚乙烯防腐蚀漆相比的优点在于：单组分包装，使用方便，干燥速度快；另外．不采用氧化铅等含有重金属的硫化剂，没有毒性，应用范围可以更广，可应用于室外或室内钢结构和混凝土的防腐涂料、船舶涂料和三防涂料等。

3．6 丙烯酸树脂防腐蚀涂料

    此类涂料是由丙烯酸或其酯类树脂(丙烯酸及其酯类、甲基丙烯酸及其酯类)，或丙烯酸类单体与苯乙烯共聚所得树脂配制而成的涂料，可分为：热塑性、热固性两大类。丙烯酸树脂涂料的保色、保光、耐候、三防(防盐雾、防霉、防湿热)性能及弹性突出，是其他树脂不可及的；有较好的耐化学腐蚀性，极高的装饰性，并能与其他树脂拼用，是通用性较好的涂料。特别是其单体种类很多，通过变换不同的共聚单体，调整相对分子质量及交联体系等一系列措施，可以变化涂料的各方面性能，制成多种性能及应用的涂料。

丙烯酸树脂涂料是最易实现分子设计达到不同使用性能要求的种类，并最易实现水性化，是当今发展速度最快的涂料种类。它可涂于金属、木材、混凝土等许多材质表面，特别宜于在铝、镁等轻金属上使用。特别是水基丙烯酸涂料、粉末涂料，没有有机溶剂污染环境、资源浪费的问题，在环境保护意识不断加强的今天，具有较大的市场竞争和发展优势。近期在国内外，水基丙烯酸防腐涂料获得迅速发展和广泛应用，如用于带锈底漆、其他防腐涂料的高耐候面漆、防水涂料、弹性防腐涂料等。现广泛用于建筑用漆、车辆、高级轻工产品、机械、仪器仪表的装饰保护涂装。

3．7 氟树脂防腐蚀涂料

    有机氟聚合物是由乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后的衍生物的聚合物。它们由含氟单体如四氟乙烯、三氟氯乙烯、偏氟乙烯等通过均聚或共聚反应制得。氟化合物具有极高的稳定性。有机氟聚合物具有自润滑及低摩擦性能、不粘性、憎油、憎水性、耐化学品性、介电性好和耐候性等优点，但也存在加工性能差、熔融温度高和一般不溶于常用溶剂等缺点，限制了它的应用。

    氟树脂种类很多，其中聚四氟乙烯是高分子材料耐蚀性能最为优异的，除了熔融的碱金属外，几乎对所有的化学介质呈现惰性，具有耐高温强氧化性介质的性能(耐王水、浓硝酸、浓硫酸等)，被誉为“塑料王”，并具有优异的耐磨和自润滑性能。但由于其表面能极低，与基材表面结合很难，常采用烧结成膜方法。

    含氟涂料按照成膜过程来区分主要有3种涂料：烧结型氟树脂涂料、橡胶型含氟涂料和(可溶性)共聚体含氟涂料。

    烧结型氟树脂涂料：主要是由含氟树脂的微小颗粒高温烧结，而达到连续成膜。该类涂料主要是指难于找到合适溶剂的氟树脂，必须通过烧结的方法才能成膜。主要品种有聚四氟乙烯涂层和聚三氟氯乙烯（PCTFE）涂层、四氟乙烯～六氟丙烯共聚物(FEP)涂层、乙烯一四氟乙烯共聚物（ETFE）涂层等。烧结温度一般在200～300oC之间，制作时，先研磨树脂成40一80目颗粒的悬浮液，底材需要喷砂和脱脂处理。涂覆方法有浸涂、刷涂和喷涂，需要进行多道涂敷才能达到300～400ul。最后一次涂覆并烧结后要进行速冷淬火。该类氟树脂涂料的耐蚀性能最佳，但施工难。

    橡胶型含氟涂料：主要特点是可制成水分散性涂料(如日本的GL系列涂料)，便于施工，喷涂后可以在较低温度下干燥成膜。涂膜具有较高的弹性和抗冲击性能，耐蚀性能比聚四氟乙烯等氟树脂涂料差，但与一般的树脂涂料相比，耐候性、耐磨性、耐水性、耐高低温性能仍有优势。除用于防腐涂层外，也可用于制作耐热、润滑和防粘涂层和密封件。

    (可溶性)共聚体含氟涂料：主要是氟乙烯一乙烯基醚共聚物(FEVE)涂料，FEVE树脂提供了含氟树脂在芳烃和酮类溶剂中的可溶性，克服了以往含氟涂料必须高温烧结的缺点，能在室温到高温较宽的温度范围内固化，得到光泽、硬度、柔韧性都理想的透明涂膜。它与封闭型异氰酸酯树脂(如甲乙酮肟封闭的六亚甲基异氰酸酯)或三聚氰胺树脂(丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂)混合，可制成可高温烘烤固化的单组分产品；也可以和缩二脲多异氰酸酯或HDI三聚体制成双组分产品，得到可常温交联固化的含氟聚氨酯涂料。由FEVE树脂制得的常温固化含氟聚氨酯涂料，具有超常的耐候性(大大超过了丙烯酸聚氨酯涂料)。含氟聚氨酯涂膜表面坚硬，表面能低，耐沾污性好，耐候性、耐化学药品性、高耐腐蚀性和高装饰性方面，具有其他涂料无法比拟的综合优点，逐渐获得了广泛的应用。广泛用于航空航天、船舶防腐蚀和化工建筑等领域，是铝材、钢材、塑料、水泥和木材表面的防护和装饰涂料。

    目前，氟聚合物以涂料形式应用的品种较多，但用量却很少。氟涂料推广应用难的原因是价格高、涂层制备困难。在制备涂料时，为了满足不同用途，通过添加填充料和颜料对原聚合物进行改性。   

氟涂料防腐是一种很有发展前途的防腐手段，是重防腐涂料的重要种类。另外作为高级装饰性材料和耐候性涂料也具有很强的竞争力。

3．8 呋喃树脂防腐蚀涂料

    呋喃树脂是结构中含有呋喃环链节的一类聚合物，主要有糠醛、糠醇、改性呋喃树脂三大类。呋喃树脂涂料具有优异的耐酸、耐碱及耐溶剂性，并可在190oC以下长期使用。但由于呋喃树脂分子链的刚性，涂层坚硬，缺乏柔韧性，对金属的附着力不好，且成膜性差，需在酸性催化剂或高温作用下成膜，这些因素限制了它的应用。将呋喃树脂与其他合成树脂进行共聚或掺混后制成涂料，既保持呋喃树脂的耐蚀性能，又改善了漆膜性能，如糠醇环氧涂料、有机硅改性呋喃树脂漆等。这逐步扩大了其应用，但目前此类漆主要还是用于化工设备内壁防腐。

3．9 有机硅树脂防腐蚀涂料

    有机硅树脂为元素有机类高聚物，涂层具有极好的耐热、耐候、耐氧化、耐蚀性能，并具有憎水、绝缘、阻燃等性能。其主要用于耐高温防腐、绝缘防腐涂料。加入一定的耐高温填料，可制成耐800oC高温的防腐涂料，常用其他树脂(环氧、聚氨酯、纤维素、丙烯酸类树脂等)加以改性。这既保留了涂膜的耐热性，又提高了其附着力等性能，有的还可常温固化，用于各种需耐高温而又不能烘烤的钢铁设备和零部件。

3．10 醇酸树脂防腐蚀涂料

    醇酸树脂是用油料、多元醇(如甘油和季戊四醇等)、多元酸(如二甲酸酐等)制备而成的一种聚酯。制备涂料的醇酸树脂多用干性油(如桐油、亚麻仁油、梓油、菜籽油等)和半干性油（如豆油和葵花籽油)，它们可常温干燥。

醇酸树脂涂料的性能与脂肪酸含量(油度)有很大关系，按油度可以分成以下3类：

短油度——含油40％以下。短油度醇酸树脂主要和氨基树脂一道用于工业烘干面漆，如自行车、金属、家具等。

    中油度——含油40％～60％。中油度醇酸树脂主要用于强迫干燥型或者气干性的机械涂料和工业涂料，也用于汽车、货车等的修补涂料。

    长油度——含油60％以上。长油度醇酸树脂主要通过豆油改性，用于防腐蚀涂料和建筑色漆。

醇酸树脂涂膜具有较好的附着力，并具有突出的快干性、保色性、耐候性，主要用于户内外干燥环境下钢结构防护。醇酸树脂涂料耐酸碱性差，耐水性差，不能用于水下结构。醇酸树脂与各种树脂的拼用改性品种较多，如：酚醛改性醇酸树脂涂料，主要用于底漆及特殊用途的工业用漆；苯乙烯改性提高了耐水性；环氧改性提高了耐腐蚀性，用于底漆；有机硅改性提高了耐久性和对紫外线的稳定性。由于醇酸树脂防腐涂料施工方便，价格便宜，应用较为广泛。

3．11 生漆及改性树脂防腐蚀涂料

    生漆又名大漆，是从漆树上采割来的汁液，呈灰褐色粘稠液体，为我国特产。在国外负有盛名，特称中国大漆。其漆膜具有独特的耐久性，耐腐蚀性能与酚醛树脂漆相似，但综合性能、防腐蚀效果优于酚醛漆，漆膜具有耐常温酸(浓度70％以下的硫酸、硫酸及各种浓度的盐酸)、耐溶剂(苯类、汽油、乙醇等有机试剂对其不能溶胀和溶解)、耐水、坚硬、柔韧、耐磨及附着力良好、耐热等特性。但不耐碱，不耐晒，而且毒性大，不少人会有过敏反应。这限制了它的应用，所以需要进行改性以降低其毒性，其改性品种逐年增多。

     用生漆作防腐蚀涂料，既可直接应用，亦可改性后应用。不管以哪种形式应用，漆酚含量的高低均是决定性的因素。生漆的改性方法很多，归纳起来不外物理方法和化学方法两种。前者是将生漆和改性树脂机械混合而得，后者是利用生漆的特性和某些树脂进行化学反应而得。常用改性生漆防腐蚀涂料品种及其特性和用途如下；

    ①漆酚缩醛类防腐蚀涂料：它是由漆酚和甲醛或糠醛缩合而成的，有时也加入适量的顺酐树脂。其耐腐蚀性能和生漆相近，机械性能在初期比生漆的好，但在后期老化较快，易变脆。实际使用时，常用石墨粉、瓷粉等配成磁漆。主要用于涂装车船内外壁和木器家具。

    ②漆酚环氧类防腐蚀涂料：这类涂料的特点是改善了生漆的耐碱性，提高了涂层对金属的附着力。主要有两个品种：其一为漆酚缩甲醛树脂和601(即E-20)环氧树脂反应而得的，又名6001漆酚缩甲醛环氧漆；以及漆酚缩甲醛树脂与604(即E-12)环氧树脂交联，两产品性能基本相同，具有优良的耐酸、耐碱、耐化学药品和机械性能，专供农业机械、化工设备、石油管道防腐蚀用。其二是多环氧漆酚缩醛防腐蚀涂料，它是漆酚和甲醛的缩合物与环氧氯丙烷直接反应所得的树脂，溶于甲苯后制成的快干性防腐蚀涂料，耐碱性获得了改善，在142oC、50％氢氧化钠水溶液浸泡4h不变化，在沸腾的70％氢氧化钠水溶液中浸泡12h仅有轻微的变色。此外，耐油性也十分突出，在沸腾的航空汽油中浸泡7天不溶胀。但涂层的耐水性较差，常需罩上由漆酚缩醛树脂和多环氧漆酚缩醛树脂配制的清漆，以提高涂层的耐水性。

    此外，还有漆酚／氯乙烯防腐蚀涂料、漆酚／苯乙烯防腐蚀涂料、漆酚／有机硅防腐蚀涂料、漆酚／沥青防腐蚀涂料、漆酚／醇酸防腐蚀涂料等品种。