随着防腐涂料向重防腐涂料过渡,近年来又出现了一种超重防腐涂料的提法,重防腐涂料的耐久性一般应在10年以上,而超重防腐涂料的定义是耐久性在15年以上,用于极其恶劣的腐蚀环境条件下,如航天、核电工业等。有机硅树脂涂料的耐候性和耐久性很好,一般能使用10至20年或更长的时间,可用作防腐蚀体系的面膜,同时也在研究使用有机硅来改性其他树脂而提高性能。目前发现氟碳树脂具有优良的耐蚀性、耐候性,用其制成的涂料使用时间可以达到15至20年,国外对其评价是超耐候性、超耐久性涂料。可以预见,随着新型防锈树脂、新型颜料、新型涂装技术和设备的出现,最大程度的发挥设计涂料的应有性能,完全可以延长重防腐涂料的保护期。
重防腐蚀涂装的初期费用比一般防腐蚀涂装高得多,但因耐腐蚀性能优异,使用期长,维护涂装费少,在有些不可能得到维修的地方使用,只要应用得当,就可获得明显的经济效益。据日本大涂料公司的分析报告,在那些腐蚀条件非常苛刻的地方采用重防腐蚀涂装系统符合经济成本分析。
鳞片类重防腐涂料的发展
鳞片类防腐层的结构设计及材料组成可以较好地加厚防腐层,抑制腐蚀介质渗透,切断漆膜中的毛细孔,减少衬层和设备内残余应力,另外互相平行交叠的鳞片在漆膜中可以起到迷宫效应,延长腐蚀介质渗入漆膜的途径,因此可以提高有机高分子防腐层的使用寿命。鳞片填料主要包括玻璃鳞片(GF)、云母氧化铁(MIO)、不锈钢片、锌铝合金鳞片等。玻璃鳞片涂料具有优异的耐化学腐蚀性,抗渗水、水蒸气、腐蚀性离子,耐冷、耐热等特点,厚膜化玻璃鳞片涂料已成功应用在排烟脱硫装置,而石油储槽采用的玻璃鳞片涂料则是薄膜衬里的成功证明。玻璃鳞片涂料虽然在实用化阶段取得了较好效果,但仍然存在一些问题,如玻璃鳞片是无机材料,脆性很大;与有机高分子树脂的相容性较差(需经过预先溶剂化处理);玻璃导热系数低,不利于涂层耐热性的提高;由于玻璃是透明的,不能有效减少紫外线对涂层的破坏,因而不能改善涂层的耐候性;另外色彩、光泽也有待提高等。不锈钢粉鳞片重防腐涂料是为提高钢铁制品和钢铁构造物等防腐蚀耐久性而研制的新型重防腐蚀涂料,目前报道较多的是不锈钢粉环氧树脂涂料,也可用其他树脂。由于不锈钢粉有耐腐蚀、抗氧化、耐高温、耐化学和耐摩擦等性能,加之它在涂膜中能形成多层结构,因此在性能可靠的底漆上涂了不锈钢粉面漆之后,整个涂膜能保持20年完整而不必修补,所以大大节省了维修费用。较之玻璃鳞片涂料,不锈钢鳞片涂料在涂层结构致密性、耐磨性、机械强度、耐热性和耐候性方面均有不同程度提高,是一种更具应用前景的高性能涂料,但不锈钢鳞片的生产工艺要求较高、成本高。锌铝合金鳞片重防腐涂料除了有阻隔作用外,利用锌铝金属的电位比铁低的特点,还有阴极保护作用。同时锌铝合金具有良好的延展性,其鳞片规格容易控制、可方便地获得较高的鳞片比表面积,本身耐热性好,导热系数高,表面光线反射率高,因而,锌铝合金鳞片就像不锈钢鳞片一样提高涂层的耐热性、耐候性。云母氧化铁鳞片重防腐涂料能屏蔽水、氧透过,又能耐紫外线照射,因此可以用作底漆和面漆使用,云母氧化铁已被用于乙烯共聚物、环氧树脂、湿固化聚氨酯等先进的涂料中。
厚浆型和高固体含量的重防腐涂料的开发
重防腐涂料的一般干膜厚度要达到200μm或300μm以上,甚至2000μm,厚膜化是重防腐涂料的重要特性之一,厚的漆膜为涂料的长效使用期提供了可靠保证,同时也为涂料的施工提出了新的课题。如果涂料的固含量低,这样需要涂装多道才能达到要求的厚度,这样不仅使涂刷的费用和时间增加,采用的大量溶剂也对环境造成严重污染。既要求达到一定的厚度,又要求施工简便快捷,故高固体分、无溶剂型、厚浆型涂料的开发成为重防腐涂料开发的热点首先需要解决的难题是低黏度、无毒活性稀释剂和安全可靠固化剂的开发,重点是无溶剂环氧树脂和聚氨酯的开发。美国DevoeMaren涂料公司的Devran230、234QC、Devchem252和Devran188是较有成效的无溶剂环氧树脂的代表。用环氧树脂改性不饱和聚酯也是无溶剂重防腐涂料的一个发展趋势,其将防腐和耐候性巧妙结合,得到价格适中、性能全面的重防腐涂料。英国Victorthorwe&Perrick公司开发的Rust-Oleum高固体分涂料,涂刷一次可以获得常规涂料6～7道才能达到的保护效果。
除以上发展方向外,针对特殊场合和特殊需求,如需要具有耐高温、耐辐射等性能的重防腐涂料的研究和开发也在进行之中。总之,目前重防腐涂料正沿着高性能、高效率、低能耗和低污染的方向前进。良好的高耐蚀性树脂和新型颜料、填料的开发是重防腐涂料发展的关键,对涂覆基体进行认真的表面清理是重防腐涂料达到使用寿命的基础,科学的涂装设计要求、涂料配套方案、涂装施工技术、严格的质量检测和维护管理是实现重防腐涂料防腐效果的保证。