金屬腐蝕防護有機涂料的研究進展

施帥（西南石油大學 材料科學與工程學院，廣西 桂林 542500）

1 金屬的腐蝕和防護

金屬材料是人類進步發展證據，它從各方面為人來帶來了巨大的貢獻。但是由于金屬腐蝕問題同樣也給社會帶來了巨大的經濟損失。一般控制金屬腐蝕的主要方法有:（1）在利用金屬材料時根據具體的環境情況來選擇金屬的材質，不斷的研發耐腐蝕的金屬合金；（2）可以在金屬材料的表面加保護層，與腐蝕環境隔離，或者對金屬表面改變性質；（3）在環境中加入緩蝕劑，減緩腐蝕的速度；（4）運用電化學方法來保護金屬材料。

在金屬腐蝕防護的方法中最常用的就是在金屬表面加保護層和改變表面性質，加保護層一般就是加有機涂層和鍍合金層，而對金屬表面改性就是對金屬表面進行處理，形成一層轉化膜。有機涂層的防護的有效性很大程度上取決于有機涂料本身的性能，近年來我國也對新型的有機涂料進行研究，力求研究出具有屏蔽、緩蝕作用強大的有機涂料。

2 有機防腐涂料的研究進展

作為綠色無害的工業涂料，有機防腐涂料應該具備以下基本特質，其一具有較高的耐腐蝕性，也就是說有機涂層不管是在物理環境還是化學環境的腐蝕介質中都具有穩定的性能，不容易被溶解、破壞或分解；其二，有機涂層本身的透氣性、滲水性要極小，這樣才能夠有效的使金屬材料隔離水和氧氣，避免金屬快速腐蝕；其三，有機涂層的附著能力要強，堅固有力的附著在金屬材料上；其四，涂層具備一定的機械承受力，因為金屬材料在外界環境中避免不了會受到外界壓力或應力，有較好的機械強度能夠避免涂層受到破壞。

在現階段，常用的有機防腐涂料在低溫和腐蝕介質中都具有很好的防腐保護作用，常用的有機防腐材料包括酚醛樹脂防腐涂料、聚氨酯防腐涂料和乙烯樹脂防腐涂料，然而在高溫、強腐蝕介質的條件下就需要更加高性能的有機涂料，具有較高熱穩定性、耐酸耐堿、耐腐蝕的新型有機涂料。

2.1 新型氟樹脂防腐涂料

氟樹脂的分子結構中含有非常穩定的C-F鍵，其鍵能高、極化率小。一般氟樹脂的有機涂料在化學方面具有很高的惰性，具有耐酸性、堿性，耐高溫的穩定性質，而且在物理方面也具有良好的絕緣性，表面張力較小，憎水憎油等特性。

最早被發現的氟樹脂類涂料是聚四氟乙烯，它具備以上特性得同時，還具備較高的化學惰性以及耐高溫，但是其缺點就是不容易與有機溶劑相融合，加工成涂料的可能性比較低，這樣應用就具有了局限性。可溶性聚四氟乙烯樹脂雖然能夠加工成有機涂料，且性能比較好但是價格非常昂貴。聚偏氟乙烯樹脂的耐腐蝕性很好，應用在建筑業比較廣泛，常在外墻和鋁材表面涂層，可以形成20年的保護涂層。

現在研究的新型氟樹脂，加入了其他一些具有特殊性質的官能團，不僅具備了氟樹脂的基本特性，還因為其他官能團的加入彌補了氟樹脂的缺點，新型氟樹脂的高性能使其在有機涂料中得到了越來越廣泛的應用。

2.2 聚苯硫醚防腐涂料

由美國研發的聚苯硫醚（PPS）樹脂分子結構中是由苯環結構和硫鍵和而成的，其具備的基本特性是熱穩定性高；耐酸耐堿耐鹽，具有較高耐腐蝕性；粘合性較高；抗壓抗沖擊力強；較高的機械強度。

國內學者周學杰等人未解決設備的腐蝕問題，特地在化工、機械行業的高溫、嚴酷等條件下采取了優異的PPS樹脂作為金屬表面的涂敷層，應用結果表明該材料具備良好的抗腐蝕作用；管從勝等人利用具備優異性能的氟樹脂聚苯硫醚樹脂混合制備的涂敷層，探討了涂敷層的復合材料和制備工藝以及涂敷層性能，結果表明復合材料涂敷層的耐腐蝕等各項性能相比都獲得了明顯的提高。

2.3 氯化聚醚防腐涂料

氯化聚醚的結構式中其主鍵是穩定的醚鍵和C-C鍵組成，同時由于在氯化醚的分子中不存在活性的官能團，所以氯化聚醚樹脂具備了良好的耐熱性和防腐蝕性能，使得該防涂材料能夠在高度120攝氏度的環境中長期使用，而且對大多數的酸堿鹽以及其他溶劑都具有良好的耐腐蝕性能。另外，氯化聚醚樹脂的分解溫度和熔點溫度有著較大差距，這給粉末涂料的涂裝帶來了極大的便利，但又因為其玻璃化溫度比較低，所以該材料的使用溫度比較窄。

2.4 其他新型的有機防腐涂料

其他新型有機防腐涂料主要有:聚酰亞胺防腐涂料、氯化聚丙烯防腐涂料、有機硅樹脂防腐涂料等。玻璃鱗片防腐涂料是一種由無機材料玻璃鱗片和有機高分子材料復合而成的新型材料，在近幾年也得到了越來越多的關注。玻璃鱗片防腐涂料是采用了一種具備良好的化學惰性、高耐熱、無磁性的玻璃薄片，使得該防腐材料具有了一系列獨特的防護性能。目前國內主要應用的玻璃鱗片防腐材料主要有氯磺化聚乙烯防腐涂料和環氧玻璃鱗片防腐材料兩大類。

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