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1.1.3.1.2重防腐涂层定义所谓重防腐涂层，是指能够应用于苛刻腐蚀环境（即重腐蚀环境）下，且具有长效防护的一类高性能防腐涂层。这里的苛刻环境主要是指：化工环境（酸、碱、盐介质、化工大气）与海洋环境（海洋气候、海水浸泡）两大类。如石油化工、港湾、海洋开发、电站、桥梁等使用的环境。在这些腐蚀环境下，腐蚀速度较大，例如，处在浅海潮区和飞溅区的钢结构，腐蚀速度比陆地上快10倍以上，腐蚀十分惊人。在此环境条件下的相应工程结构：如海洋平台、桥梁、化工设备、输电发电设备、管道、泵站、储罐和船艇等的防腐要求很高，防腐时间也较长。为了便于理解环境对防腐涂层的影响，我们通过2道铁红底漆和2道铝粉漆涂装后（即被涂物相同，涂层厚度、种类相同），在不同环境下，以防腐涂层的耐用年限为例，说明如下：
环境
被涂物 |
一般环境
热带、亚热带环境
有盐雾的环境 |
在曝风沙冲击的海边环境 |
储藏罐 |
侧板 |
10～12年
8～10年
4～6年 |
2～4年 |
顶板 |
7～10年
4～6年
3～5年 |
2～4年 |
管道钢结构 |
8～10年
6～8年
3～5年 |
2～4年 |
1.1.3.2重防腐涂层种类这里分两个层次来讲，第一，重防腐涂层是众多防腐涂层中的一种。防腐的方法较多，如防腐涂层、重防腐涂料防腐涂层，选用性能良好的耐蚀材料进行阳极保护、阴极保护、加入缓蚀剂等。在这些防腐方法中，常规涂料和重防腐涂料防腐涂层应用最广。我国防腐涂料和海洋涂料年耗量就已达30万吨，占涂料总量的18%。重防腐涂料涂层近年得到了较迅速的发展，应用范围将愈来愈广。第二，重防腐涂料涂层应用最多。较常见的重防腐涂层有①重防腐涂料涂层；②热喷涂铝或锌；③环氧煤沥青/玻璃布复合涂层；④有机或无机复合涂层；⑤其它重防腐涂层等。在各种重防腐涂层中，以重防腐涂料涂层最引人注目。因为它以其简单、有效、经济的防腐（我国在两千多年前就用大漆对木材进行防腐），在各种防腐措施中，发展最快、应用最广。据日本腐蚀防护协会的调查，到目前为止，重防腐涂料涂层和常规防腐涂料涂层的费用已约占全部防腐费用的62.55%（表面处理25.3%，耐蚀材料9.36%，其它2.7%）。1.1.3.3? 什么是重防腐涂料？1.1.3.3.1 定义重防腐涂料是相对常规防腐涂料而言的，它的英文名称为：Heavy-Duty coating，它是能在相对苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。有的文献把重防腐涂料与高性能涂料列入同等范畴，与高技术涂料、高性能涂料相提并论。重防腐涂料的含义有以下四层：第一，重型设备用涂料，如大型反应装置、超级大型工程等使用的涂料；第二，苛刻环境下工作的涂料，如酸、碱、盐、溶剂等环境下使用的涂料；第三，肩负重大使命的涂料，如航天飞机等使用的涂料；第四，经得起时间检验的涂料，如高速公路护栏、铁塔、电视塔等使用的涂料。1.1.3.3.2? 有针对性地选择重防腐涂料腐蚀环境对重防腐涂料涂层的效果影响较大，下图是达到十年不生锈的涂料防腐的涂层，在不同的环境下与防腐涂层厚度的关系简图。?环境与防腐涂层厚度的关系从图中可以看出，乡村的腐蚀影响最小，普通工厂次要，沿海条件下影响最大。处在我国山东半岛胶州湾的黄岛油库，有6个5万m3的储油罐。1987年至1989年投入使用，经过十多年的运行，在海风的侵蚀下，储罐的腐蚀十分严重，在1997年对1号储油罐的浮船进行检查时发现，表面防腐涂层多处发生剥离，钢板表面腐蚀麻点密布。由于当时罐内有油，即采取了临时防护措施，但在用高压水进行钢板除锈时，在水压作用下，使浮船(建设时钢板厚度为55mm)出现多处漏点，险些出现生产事故，事后统计漏点达20多个。这种情况，在空气较干燥纯净的内地，就很难发现，而在空气潮湿，雨量丰富，年平均湿度为70%～80%，空气中夹杂着大量盐类颗粒的沿海地区，就不难理解。因此，根据被保护设施设备所处的环境，找出腐蚀的主要因素（如电化学腐蚀、酸、碱、盐等化学介质腐蚀、紫外光辐射、高温氧化、高速气流冲刷等），有针对性地选择优质重防腐涂料，是提高重防腐涂料涂层性能的重要条件。一般地说，选择重防腐涂料，应根据被保护设施、设备和厂房所处的环境条件，寻找出引起腐蚀的主要因素，然后考虑以下四个因素：第一，影响涂层寿命的因素：如环境状况、重防腐涂料性能、底材表面处理、涂装厚度、涂装道数等。第二，选择符合工程条件的配套体系：如环境状况、涂装方法、使用周期等。第三，考虑防腐的经济性：如根据防腐年限、防腐费用概算等，选择适宜的重防腐涂料。第四，涂层外观要求：根据被涂物的使用目的和使用环境，选择重防腐涂料的中涂涂料和面层涂料。1.1.3.4重防腐涂料的地位重防腐涂料涂层在控制和减少腐蚀损失中的特殊作用，决定了重防腐涂料在整个国家和涂料行业的地位和作用，逐渐位于主导地位，并且与工业涂料并列，成为现代涂料工业的重要组成部分，成为现代防腐涂料的骄子。重防腐涂料在涂料工业和整个国家的地位和作用，可用以下两个标志来说明：1.1.3.4.1衡量防腐涂料先进技术的标志重防腐涂料比常规防腐涂料的技术含量高，技术难度也较大，可以这样说，重防腐涂料的发展，直接推动着防腐涂料一系列高新技术的开发和应用。例如：高度耐蚀树脂的合成、高效分散和流变助剂的应用、新型耐蚀、抗渗颜料、填料的开发、先进施工工具的应用、环保型重防腐涂料的开发等。所以，重防腐涂料发展水平是衡量防腐涂料先进技术的标志。1.1.3.4.2一个国家科技发展水平的标志重防腐涂料的发展已不再过分依赖涂料的知识和经验，而是取决于电子、物理、生态、机械、仪器和管理等多原料的组合与交汇，与现代工业技术的综合发展水平密切相关，涉及许多方面的技术进步与产品开发。例如表面处理技术、树脂合成、厚膜化涂料配方。防锈颜、填料、高效助剂的开发与应用、涂料施工维护技术、现代检测技术等。目前，重防腐涂料正在从先进的航天、电子、生物工程、石油、化工等行业收取营养、嫁接高新技术，从这个意义上说，重防腐涂料的发展水平如何，性能怎样，标志着一个国家科学技术水平的状况。我们完全有理由相信，随着能源、环保、航天、智能等产业的急剧变革，重防腐涂料将会得到更迅速的发展1.1.4重防腐涂料的基本特征
重防腐涂料与常规防腐涂料相比，具有以下突出特点：
1.1.4.1在苛刻条件下使用寿命仍长
满足这一条件的关键是重防腐涂料本身必须上档次，性能必须符合要求，这是获得优质重防腐涂料涂层的前提条件。下面，我从苛刻环境对重防腐涂料的基本要求与涂料本身的实现手段两个方面进行说明：
1.1.4.1.1对重防腐涂料的基本要求
①有良好的附着力和物理机械性能：对钢铁基体或其它被涂物的附着力强，是获得优质重防腐涂料涂层的前提，特别是湿膜附着力优，并具有低的收缩率，适当的硬度、韧性、耐磨性、耐温性能等；
②有良好的耐蚀性：包括耐化工大气、水、酸、碱、盐、其它溶剂等的腐蚀。
③有良好的抵抗介质渗透性：重防腐涂料的优异屏蔽作用，要求成膜后，涂层具有尽可能低的水和氧及其它腐蚀因子的渗透性。
④有良好的施工性能：涂层达到适当的厚度(涂层越厚，屏蔽作用越好)和结构设计要求。
这里需要特别强调重防腐涂料涂层湿膜附着力的重要性，重防腐涂料涂层处在湿膜条件下，水和水汽不可避免地透入涂层到达金属表面，而且水很容易与钢铁等金属表面产生氢键作用，进而降低重防腐涂料涂层对金属表面的附着力，导致电化学腐蚀、涂层起泡、脱落，甚至失去防护作用
1.1.4.1.2重防腐涂料本身的实现手段
为了满足重防腐涂料涂层的上述基本要求，就重防腐涂料制造企业来说，人们通常把主要精力放在下列两大类原料上：
①主要成膜物——高性能合成树脂。常用的是三大树脂，即环氧树脂、聚氨酯树脂和含氯的乙烯树脂，随着科技的进步，又形成了在此三大类树脂基础上，进一步改性的树脂，如用氯磺化聚乙烯橡胶改性的环氧树脂，用环氧树脂改性的氯磺化聚乙烯橡胶等。
②次要成膜物——高性能颜料、填料和助剂。以防锈颜料为例，它能与金属基体表面或涂料成膜物中的某些成份起化学反应，从而使金属钝化或生成保护性物质。如颜料是碱性物质，其水溶性的成分到达金属表面，则使金属钝化；与酸性物质反应，则使其失去腐蚀能力。这些物理的、化学的、电化学的防腐作用，几乎是同时存在的。
1.1.4.1.3常用高性能主要成膜物种类
一种重防腐涂料的防护性能高低，与它使用的合成树脂的性能关系极大。下面对常用的重防腐涂料用树脂优缺点，逐一介绍如下：
①环氧树脂
以环氧树脂作为主要成膜物质的环氧型重防腐涂料至今仍是使用最方便、用量最大（40%以上）、范围最广（在许多领域均可）、作用最重要（主要品种）的重防腐涂料品种。
a.优点：附着力特别强（这是优质重防腐涂料最基本的条件），耐水性优、耐碱性、收缩率低；耐蚀性和抗渗透性优，成膜性好（潮湿、水下、加热均可固化）、能与各种树脂、填料、助剂混合，贮存稳定性特别好（2年不变质），特别适用于在苛刻环境中钢铁构筑物和储罐内表面的防腐涂装。
b.缺点：一是耐候性差，易粉化，易变色；二是在较高温度下，承受较强介质的能力差；三是单纯的涂层脆性大（韧性差），保色性不足。
c.防腐原理：环氧重防腐涂料附着力极强的原理有两方面：一方面是由于环氧树脂及其固化物分子结构中含有许多醚键（—O—）和不易水解的羟基（—OH）等极性基团，易于与极性的金属基材表面润湿，可以使环氧树脂与基体表面，特别是与金属表面之间产生很强的附着力；另一方面更重要的是与其固化过程有关，环氧基是三元环，它的固化过程是逐步开环的加成反应。
环氧重防腐涂料体积收缩率低的原理：环氧型重防腐涂料在固化过程中，分子间的结构键基本上无变化（它不像不饱和聚酯那样，在固化时分子中的双键要变成单键，键长会发生很大的变化，使收缩率高达10%以上，环氧树脂的收缩率仅2%以下），此外，环氧重防腐涂料固化过程中没有小分子副产物产生。环氧重防腐涂料是逐步开环的加成反应，不像酚醛或呋喃树脂那样，在固化中有小分子副产物产生，分子结构变化较大。
因此，环氧重防腐涂料在固化过程中，体积收缩率很低，附着力极强，形成的重防腐涂料涂层具有良好的性能。
②聚氨脂树脂
a.优点：特强的耐磨性和优良的附着力，优良的耐油性、耐候性、耐酸碱、耐水及化学药品，低温固化性优，弹性、韧性优。
b.缺点：耐碱稍差，对人体的健康有影响[所含少量的游离异氰酸酚基（-NCO），易与大气中的潮气和水分反应]，成本较高，贮存、施工性能和环保方面较差。
c.常见种类：常见的聚氨酯防腐涂料有五大类：氧固化型聚氨酯涂料、潮气固化型聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料、催化固化型聚氨酯涂料、双组分羟基固化型聚氨酯涂 料。此外还有多种聚氨酯改性涂料等。
③含氯树脂
采用含有大量氯原子的聚合物作为主要成膜物质的防腐涂料，统称为含氯防腐涂料。常见的有两大类，一是由乙烯单体聚合而成的聚合物，即乙烯类树脂防腐涂料：如聚氯乙烯涂料、过氯乙烯涂料；二是橡胶类聚合物的防腐涂料，即橡胶涂料：如氯化橡胶涂料、氯磺化聚乙烯橡胶涂料、氯丁橡胶涂料、氯化氯丁橡胶涂料等。
a.优点：阻燃自熄、防霉、耐水、耐酸、耐碱、耐盐性能好，耐化学腐蚀性优，机械强度好。施工不受季节、气候条件限制，干燥速度快，能在低温下成膜。
b.缺点：防腐涂层较薄，不耐高温（一般不超过60℃）抗渗透性较差，耐溶剂性和耐湿性不好，难以制成高固体分涂料。
④氯磺化聚乙烯橡胶
氯磺化聚乙烯橡胶类防腐涂料，在我国应用较广，它是由聚乙烯与氯及二氧化硫反应而成的聚合物，即有C-CI键，也有带活性很大的SO2CI基团，是一种可交联的化学性材料。
a.主要优点：耐晒、保色性好、耐酸耐碱、耐磨性、耐寒性、抗油性、耐燃性、耐溶剂性和物理机械性能（氯原子的原故），易与金属氧化物发生交联（-SO2CI基团的原故），耐气候性、抗臭氧性、抗老化性、耐化学药品性均优。[（因是一种在主键（聚乙烯）上不含双键结构的完全饱和型橡胶），弹性好，耐蚀性优，透气性和透湿性低，低温下也能成膜（-40℃）]。此外，还有良好的抗水、防潮及抗霉菌等性能，是目前较好的重防腐涂料品种。
b.主要缺点：成膜薄（会增加施工费用），附着力不理想，不易润湿颜料，本身的颜色较深，不宜制造浅色及白色漆，装饰性较差，必须使用芳香族溶剂，施工时的毒性较大。
⑤其它树脂
此外，重防腐涂料还有一些树脂较常用，如有机含氟树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚苯醚树脂等。
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