防腐涂料,一般分為常規防腐涂料和重防腐涂料,是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規防腐涂料是在一般條件下,對金屬等起到防腐蝕的作用,保護有色金屬使用的壽命;重防腐涂料是指相對常規防腐涂料而言,能在相對苛刻腐蝕環境里應用,并具有能達到比常規防腐涂料更長保護期的一類防腐涂料。
防腐涂料在新興海洋工程、現代交通運輸、能源工業、大型工業企業及市政設施等領域的應用廣泛。其腐蝕、老化性能越來越受到重視。涂料防腐性能的好壞,直接影響到工程的使用壽命和安全。
富鋅涂料是以鋅粉為填料的一種環氧類粉末涂料,主要包括有機和無機富鋅涂料,在海上橋梁、大型鋼結構、船舶等設備上廣泛使用[36]。富鋅涂料的防腐機理包括:屏蔽作用、電化學防護、涂膜自修復作用、鈍化作用。
有機富鋅涂料多用環氧樹脂、聚氨酯樹脂為成膜物質;無機富鋅涂料以水性硅酸鹽樹脂、硅酸乙酯等為成膜物質。有機富鋅涂料的施工性能好,基底低表面處理性強,但耐熱性、導電性、耐溶劑性等性能劣于無機型,有機型與多數涂料可混溶,配套涂層之間有協同效果。
很多科研工作者對富鋅涂料進行了研究。Yang等[38]使用掃描電鏡和能量分散光譜法對涂層進行動態觀察和分析,評價了分層涂層組成的防腐蝕系統的防腐效果,證明富鋅涂料優異的防腐蝕性能。Pandey等和Gergely等通過不同的納米粒子對富鋅涂料進行改性,借助多種手段進行分析,為新型富鋅涂料的開發提供了便利。
這些改性方法在一定程度上改善了涂料的性能,目前也有很多科研工作者將不同類型的樹脂與富鋅涂料聯用,分析其性能差異。如果能夠綜合這兩種方法,先采用不同方法對富鋅涂料進行改性,再與不同類型的涂料聯用,比如制備含環氧樹脂的改性富鋅涂料,則同時具有環氧樹脂粘附力高的優點,又克服了無機富鋅涂料成膜性差、表面處理要求高的缺點,將使會開發出性能優異的保護涂料。我們通過類比不同類型樹脂與改性富鋅涂料的聯用效果,篩選出最為優異的涂料種類,將極大的拓寬富鋅涂料的使用范圍和提高其防腐效果,這將是今后富鋅涂料研究的重要方向。
防腐涂料的腐蝕、老化性能研究的歷史非常悠久,但一般存在的情況:
1)實驗室加速試驗中,鹽霧腐蝕試驗、氙燈老化試驗、紫外老化試驗一般都是相互獨立的,很少綜合鹽霧和光照條件進行加速試驗,而且鹽霧試驗也多以連續中性鹽霧條件為主;
2)多數廠家主要依靠實驗室加速試驗,很少進行戶外自然腐蝕曝曬,即使開展了戶外自然腐蝕項目,也較少能夠把大氣數據與實驗室結果進行比對研究,以驗證實驗室測試是否能夠再現產品在戶外真實使用條件下的腐蝕、老化狀況。
實驗室加速鹽霧試驗方法
1、連續中性鹽霧試驗
目前ASTMB117仍然是鹽霧腐蝕測試的主要標準之一,大多數企業或檢測機構仍在使用。大約從1914年開始鹽霧噴淋方法首次用于測試材料的耐腐蝕性能。1939年,中性鹽霧噴淋測試被寫入ASTMB117標準。這種傳統的鹽霧標準要求樣品,在35℃條件下連續暴露在濃度為5%的鹽霧中。幾十年來,該試驗方法一直沿用之前的測試條件,長久以來人們也認識到“鹽霧噴淋法”的測試結果與樣品戶外暴露實際的腐蝕效果相關性不好。
2、循環鹽霧試驗
循環腐蝕測試是一種比傳統恒態的暴露更真實的鹽霧噴淋測試。因為大部分產品實際戶外通常暴露在干濕交替環境中,模擬自然的、周期性條件,實驗室加速測試相關性會更高。研究表明,經過循環腐蝕測試后,樣品的相對腐蝕率、結構、形態和戶外的腐蝕結果很相似。因此,循環腐蝕測試比連續中性鹽霧噴淋法,更接近真實的戶外暴露。
3、防腐涂料
與連續中性鹽霧試驗相比,Prohesion測試與戶外大氣腐蝕的相關性好一些。
4、腐蝕+老化循環
對某些涂料來說,腐蝕循環中增加紫外線曝曬有利于提高一些產品的測試相關性。這是因為紫外線對涂料的破壞,降低了涂料對金屬底材的保護,從而使產品更易腐蝕。腐蝕+老化循環由200小時Prohesion測試和200小時QUV紫外曝曬交替進行。
5、其它循環鹽霧試驗
還有的試驗方法,除了Prohesion測試和紫外曝曬之外,還有冰凍循環,三者交替進行。
老化檢測是可靠性檢測的一部分,是模擬產品在現實使用條件中涉及到的各種因素對產品產生老化的情況進行相應條件加強實驗的過程。青島科標檢測通過使用各種環境試驗設備模擬氣候環境中的高溫、低溫、高溫高濕以及溫度變化等情況,加速激發產品在使用環境中可能發生的失效,來驗證其是否達到在研發、設計、制造中的預期的質量目標,從而對產品整體進行評估,以確定產品可靠性壽命。
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