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作为一种优异的防腐蚀涂料必须具备下列特性:
①耐腐蚀性能要好。所谓涂料的耐腐蚀性是指其固化涂层对它所接触的腐蚀介质(如水、酸、碱、盐、各种化学药品、废液、空气、水分、化工气体等)在物理性质和化学性质方面都是稳定的,即不被腐蚀介质溶胀、溶解,也不被腐蚀介质所破坏、分解,不和腐蚀介质发生有害的化学反应。
②透气性和渗水性要小。钢铁的大气腐蚀需要有水分和氧的作用,否则其腐蚀速度可以忽略不计。涂漆钢板的腐蚀,从本质上讲,是由于水和氧以相当大的速度穿透涂膜到达金属界面上造成的。显而易见,一种优异的耐腐蚀涂膜的透气性和渗水性应尽可能地小。为此必须选择透气性小的成膜物质和屏蔽作用大的涂料,并增加涂装道数,使涂层达到一定的厚度。
③要求良好的附着力和一定的机械强度。涂膜能否牢固地附着在金属基体上,是其能否发挥防腐蚀作用的关键因素之一;除此之外,固化涂膜还应具有一定的物理机械强度,以承受在工作条件下的应力。
实际中往往会出现这样的情况,某~涂料品种耐腐蚀性能很好,但对基材附着力和机械性能不佳而无法应用。为了解决耐腐蚀性能和机械性能之间的矛盾,常常采用几种涂料配合使用。例如:以附着力好又有一定防锈能力的涂料作底漆;而以耐腐蚀性好,又与底漆有很好层问附着力的涂料作面漆。若底漆和面漆的层间附着力不佳,可采用能把底、面漆牢固连接起来的所谓中间层涂料作“过渡”层。这样便可以得到机械性能和耐腐蚀性能都很好的防腐蚀涂装系统。
防腐蚀涂料除了应满足上述三方面的主要要求之外,还应具有良好的电绝缘性、抗温变性、耐湿性,同时经济上也应合算,而且施工方便。
在实际应用中,一种涂层往往不能很好地起到保护金属的作用,或不能同时满足防腐、耐候、美观等使用要求。因此,大多在金属表面涂覆几种涂层,组成一个整体系统共同发挥功效。这一涂层体系包括底漆、中间层、面漆,每层按需要分别涂刷一至数次。也有的仅是 单层结构就同时满足不同的使用要求,如粉末涂料。
(1)底漆
底漆直接与金属接触,是整个保护涂层系统的重要基础,主要具有以下特征: ①与金属表面要有良好的附着力,因此成膜物分子结构中往往含有极性基团(如羟基、羧基等)。
②底涂粘度应该较低,以便对基材表面有良好的润湿性;且溶剂挥发不可太快,以便 有充分时间对焊缝、锈痕等部位渗入。
③能阻止锈蚀的生成和发展,因此往往含有防锈颜料、抗渗填料。
④因为金属腐蚀时在阴极呈碱性,所以底涂的基料应具有耐碱性。
⑤一般底涂填料含量较多,除防锈、抗渗功能外,还起到减少涂膜内应力(固化收缩力、热应力)的作用,以及使漆膜表面粗糙,增加与中间层或面漆的结合力。
⑥填料体积浓度不可大于临界填料体积浓度(PVC≤CPVC)。
⑦一般底涂厚度不易过高,因太厚会引起收缩应力,使附着力下降。
(2)中间层
中间层要与底、面漆结合良好,起承上启下作用,这主要是靠两层界面间的物质相互扩散、高分子链相互缠结以及极性基团间的吸引力。在整个涂层体系中底漆或面漆有时不宜太厚,所以中间层的另一作用是能较多地增加涂层厚度以提高屏蔽作用;汽车漆的中间层作用是提供平整表面,保持美观,其较好的弹性,能缓冲小石冲击车辆而涂层不裂。
(3)面漆
面漆与环境相接触,因此要具有耐环境化学腐蚀性、装饰美观性、号志性,抗紫外线、耐候性等。往往面漆的成膜物含量较高,含有紫外线吸收剂,或铝粉、云母氧化铁等阻隔阳光的颜料,以延长涂膜的寿命。
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