如何防止腐蚀

腐蚀1

 

 

 

 

 

 

2013年,腐蚀的直接成本为3.15人中的1%.1万亿美元.S. 2013年6月的GDP估计为500美元.7 欧元腐蚀 金属是通过与环境的相互作用而被氧化的电化学过程吗, 是什么导致金属回到最稳定的氧化状态. 本文将讨论影响腐蚀的因素, 特别是用于保护金属的涂层. 相应的, 本文将考虑影响与使用有机涂层有关的腐蚀过程的基本因素.

金属希望处于其热力学最稳定的状态, 哪一个, 在简化条件, 物质的自然状态处于最低能量状态吗. 金属通常以氧化物的形式自然存在(e.g. 铁的氧化物氧化铝氧化锌 等.),因为氧化物代表它们的最低能量状态. 氧化发生在阳极(正极),还原发生在阴极(负极). 水的存在通常会加速腐蚀, 氧气, 还有盐(尤其是强酸).

图一常见金属的腐蚀
图一常见金属的腐蚀

图一列出了一系列金属及其抗腐蚀能力. 工业中最常用的金属包括钢材(冷轧钢和热轧钢), 铝, 镀锌钢(热镀锌和电镀锌钢)以及电镀锌钢. 后两种金属衬底利用一种  在钢的表面分别镀一层或镀一层铝/锌,以提高耐蚀性.

尽管铝和锌不如钢高贵,但如果不涂上 有机涂层与钢相比,它们具有更持久的抗腐蚀性能. 当钢生锈时,腐蚀产物(三氧化二铁)松散地附着在表面, 而对于铝或锌/铝合金来说, 腐蚀产物在金属表面形成更加紧密的附着层,从而降低了随后的腐蚀速率(表三).

表三:未涂覆金属在不同环境中的腐蚀损失(以微米/年为单位). 有机涂料的外观耐久性,Eric V. 施密德,FMJ国际,1988
表三:未涂覆金属在不同环境中的腐蚀损失(以微米/年为单位). 有机涂料的外观耐久性,Eric V. 施密德,FMJ国际,1988

 

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水性树脂技术

水性树脂 技术是全球使用的最大的涂料技术类型,预计其在整个涂料市场中的份额将继续增长. 到2022年, 全球市场规模 水性涂料的销售额预计将超过1460亿美元. 增长在很大程度上是由于建筑和汽车市场的增长 丙烯画 作为最大的单一类型的水性树脂系统,占整个水性市场的80%以上.

驱动力 增加水性涂料的使用包括:

  • 低挥发性有机化合物
  • 在大多数情况下易于清理
  • 减少火灾隐患
  • 降低保险成本
  • 更低的能源消耗 烘烤涂料 由于烘箱需要的空气较少
  • 需要降低水平的 石油的材料.

正如2014年5月勘探者的文章 水性涂料中的流量、流平和粘度控制 表明,两大类水性涂料包括在内 water-reducible乳胶, 烘培涂料大部分属于第一类,建筑涂料大部分属于第二类. 这个词 water-reducible 用于在溶剂中制成的树脂,在水中还原以形成树脂在水中的分散体. 乳胶 另一方面,树脂是在水中通过乳液聚合制备的.

缺点 水性涂料的用途包括:

  • 蒸发速率对相对湿度的依赖性高
  • 水的高蒸发热需要2260 J/g,例如只有373 J/g 2-butoxyethanol,常用的 助溶剂
  • 用减水树脂制备涂料的非线性粘度下降曲线
  • 流量和外观高度依赖于相对湿度
  • 高表面张力的水(较差的润湿性)需要添加 表面活性剂 在很多情况下会降低湿度电阻
  • 水性涂料比溶剂型涂料更具腐蚀性,因此需要内衬容器, 塑料或不锈钢,避免生锈
  • 水性涂料在焙烤应用中更容易爆裂,因为水在膜蒸发之前就开始成膜了(见表一)。

然而材料科学的不断进步包括了创新 树脂化学、表面活性剂、 润湿剂 和 流程代理 将有助于水基涂料的持续增长.

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图一表示乳胶基涂料系统干燥的各个阶段. 第一阶段涉及水的蒸发. 第二阶段包括水和助溶剂的持续蒸发,直到乳胶颗粒接触并开始合并,形成一层部分干燥的膜.

最后一个阶段包括持续的聚结和固化(在交联体系中)以形成固化物, 干附着力漆膜.

在使用水性涂料时,一个关键的考虑因素是其作用的增加 湿度 除了 温度 在这些涂料的应用和固化中起作用. 例如, 提供可接受的应用程序属性, 温度和湿度都必须严格控制,如图二所示. 湿度对含水有机溶剂涂料的影响不容忽视.

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