金属防腐涂层对腐蚀介质的稳定性机理分析

2020-08-13 03:53:26 hualin 24

防腐涂层对腐蚀介质的稳定性是指化学上既不被介质分解,也不与介质发生有害的反应;物理上不被介质溶解或溶胀。


大多数防腐蚀涂层只用于中性至微碱性的含水介质和极性较低的有机溶剂中。经过加强和加厚的涂层体系,也有能长期耐强腐蚀介质作用的。


一 水

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水是最常遇到的腐蚀介质,除了其本身对于高聚物有水解和渗透破坏作用,还与存在的其他物质起协同破坏作用。


水对涂层的渗透认为是通过吸附、溶解、扩散、毛细管吸引的过程。


吸附和溶解与作为漆基的高聚物中所含的极性基团和可溶性成分有关;扩散和毛细管吸引与聚合物链节的活动性、涂层的孔度以及浸出孔度有关。


可溶性成分包括小分子单体、滞留溶剂、外来污染物以及高聚物的降解物。涂层的孔度包括涂层的针孔以及高聚物分子之间和大分子内部存在的气孔。其中,针孔来自不理想施工,而气孔决定于高聚物的分子结构、交联密度和排列状态等,是涂层固有的。


因此,涂层的渗透不可能绝对的避免。


提高涂层对水介质的抗渗透性,除了高聚物类型的选择、减少极性物质的含量、提升涂装质量外,颜料的应用也有很大影响。


颜料的品种、用量、分散度和粒子的几何形状都会对漆膜的抗水渗透性有很大影响。


当涂层中颜料少于临界颜料体积浓度(CPVC)时,水通过颜料粒子之间的基料渗透;大于此浓度时,便会更快的通过颜料粒子之间的空隙扩散。


惰性的片状颜料在涂层中起着挡板的作用,可以延缓水分对漆膜的渗透。


二 酸

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无机酸对涂层的作用主要是使涂层中高聚物的某些极性基团水解,在双键处发生加成反应和异构化,还能溶解和分解涂层中的颜料和添加剂,最终使涂层失去保护作用。


有机酸由于对高聚物还有溶胀和溶解作用而加速有害反应的进行,使侵蚀作用更为强烈。


三 碱

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碱溶液的作用主要是水解,并与高聚物中的酸性基团成盐,使涂层更加亲水,甚至泡胀软化。


四 盐

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盐溶液的破坏在于增大了离子浓度,而离子的渗透引起涂层电阻下降,有些离子——如氯离子和硫酸根离子,还会在漆膜底部干扰缓蚀颜料的作用,促进涂层下金属腐蚀。


从耐腐蚀介质的稳定性来看,碳链高聚物比杂链高聚物要好;碳链上的氢原子被氟、氯原子取代(如氟树脂)更好;饱和度高、极性小的比含有双键的极性基团多的要好。