雅致化工有限公司
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| 更新時間：2012.02.26 瀏覽次數： | ||||||
| 6 玄武巖鱗片防腐涂料 玄武巖屬于火山噴出巖，是地球上存在和分布最廣的礦物之一，玄武巖鱗片為透明、灰綠色片狀，尺寸分布在25μm～3mm范圍內，厚約為3μm。它是由灰黑色的火山巖漿玻璃經高溫熔融、澄清均化、成型篩選等特殊加工而成的。玄武巖鱗片能改善聚合物材料的防腐性能并提高耐磨性，因為單層平均厚度為500μm的涂層有150～200層鱗片，形成層狀曲折結構，相對一般的耐腐蝕層穿透率降低為原來的1/10～1/15，顯示出優異的抗介質滲透性能，并提高其機械性能、熱變形溫度、介電性能，減少熱膨脹和收縮，其工作溫度范圍為-200～1000℃。相對玻璃鱗片而言，玄武鱗片中鐵氧化物、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鈣含量較高，分別為15.0%、1.4%、16.0%和9.5%，堿性氧化物則較少，如SiO2含量為50%，而玻璃鱗片中不含氧化鐵和氧化鈦，氧化鋁僅為2%，氧化鈣為7%，SiO2為75%。從而導致玄武鱗片有比玻璃鱗片更好的耐酸堿性、耐候性、介電性及熱變形度，增強了耐腐蝕性能。 與普通的鱗片涂料比較，玄武巖鱗片涂料中不僅存在曲折滲透導致的腐蝕速率降低，同時還具有很強的耐酸堿性，使玄武巖鱗片涂料的防腐性能十分突出，在同類鱗片涂料中具有明顯的優勢。玄武巖鱗片涂層與相關傳統涂層相比，耐磨性提高了1.5～2.0倍，對金屬和混凝土有很高的黏附強度，工作溫差達60℃，使混凝土的耐寒性增長5～6倍。鑒于玄武鱗片涂料優異的物理化學性能，完全可以替代玻璃鱗片涂料用于石油、化工、船舶、橋梁、建筑、大壩等防腐領域。特別是優異的耐高低溫穩定性、介電性和耐化學品性，可用于國防軍工的需要。目前，國內在該產品的開發和應用上還是空白的，國外也僅有前蘇聯等少數國家在研究之中。我國內蒙、寧夏、河北等地區有豐富的資源，品質好、價格低，亟待進一步開發和應用。 7 不銹鋼鱗片涂料 不銹鋼是在各種腐蝕介質中具有高度化學穩定性的鋼種統稱，其中亦包括耐強介質腐蝕的耐酸鋼。不銹鋼鱗片是諸多鱗片中綜合性能最佳的品種，可制成優異的防腐涂料。不銹鋼鱗片是用含Cr為18%～20%、Ni為10%～20%、Mo為3%的超低碳不銹鋼（即316L不銹鋼），經熔化、脫氧、霧化后再研磨、篩分（干法研磨或濕法研磨）而成的。一般為近似圓形的薄片，周邊開裂不完整。其直徑小于100μm，厚度小于0.5μm。其徑厚比約為100，有的可達1000。不銹鋼鱗片比玻璃鱗片柔軟，厚度薄，與樹脂的相容性好，附著力強。由于含鉻，形成了一種鈍化防銹膜，而且這種防銹膜因機械損傷后能自行恢復，再加上它在涂膜中的多層片狀平行排列形成非常致密的屏蔽膜，阻擋了外來的化學介質的侵蝕，按測算，在1～2mm厚的涂層中的不銹鋼鱗片層的分布可達到上百層，延長了介質滲透擴散的途徑，大大提高了防腐性。同時在涂層中形成無數微小區域，將樹脂中的微裂紋、微氣泡切割開來，減少了涂層與金屬基體之間的熱膨脹系數之差，降低了涂層硬化時的收縮率及內應力，抑制了涂層龜裂，剝落，提高了涂層的黏結力和抗沖擊性。因而具有比玻璃鱗片涂料更為優異的耐蝕性、耐光性、耐磨性、耐高溫、耐酸堿和耐水性，更具特有的導電性和裝飾性。不銹鋼鱗片不僅可用于溶劑型的各類鱗片配套樹脂中，還可用于各類水性基料和粉末涂料中。它與其它顏料的相容性也很好，能產生協同效應，如在涂料中加入較少量的不銹鋼鱗片，同時加入氧化鋅等，可獲得極佳的保護效果。 不銹鋼鱗片由于耐熱性高，可制成有機硅耐高溫涂料，使用溫度可達900℃。此時，有機硅燒掉后的SiO2晶格將不銹鋼鱗片粒子封閉其中，在底材上形成保護膜。采用不同粒度的不銹鋼鱗片在涂膜中能產生不同的光學效果，由此還可用作效應顏料。但傳統生產的不銹鋼鱗片太厚，密度在2g/cm3以上，涂層厚，易沉淀。近年來，國外采用新工藝生產出超薄型不銹鋼鱗片，如美國Novamet公司生產的超薄型不銹鋼鱗片，密度為0.8g/cm3，片徑為10～30μm，厚度為0.6μm。這樣可以開發出厚度僅為數十μm的涂層，防腐性能卻能達到數百μm涂層的超薄型不銹鋼鱗片涂料。 近10年來，不銹鋼鱗片得到了推廣和應用，不僅用作防腐底漆，還可用作裝飾性面漆。但是，較高的成本和價格限制了廣泛的應用，只能用于特殊要求的防腐工程和防腐產品，如醫藥、食品、化工、環保、汽車、船舶、能源、電子、醫療器械、烹調器具等領域。 8 鋅鋁及合金鱗片防腐涂料 普通鋅粉屬于球狀鋅粉，因具有電化學反應，通過犧牲陽極鋅粉而保護陰極金屬，故被大量用于金屬的預涂底漆和防銹底漆。但鋅粉含量超過80%時會造成涂層的多孔性，再涂上面漆時會產生氣泡或收縮，出現裂紋，且易沉淀不便施工。為此德國、比利時和美國等公司開發了鋅粉鱗片。國內也有產品面市，如科創公司產品規格：厚度為0.15～0.4μm，平均粒徑為10～12μm，徑厚比為60～80。鱗片狀鋅粉不僅保持了良好的陰極保護作用，更有優良的屏蔽性能、平行搭接性能、電接觸性能、易懸浮性能，從而使鋅片涂層在減少2/3用量的前提下仍比球狀鋅粉涂料有更好的防腐性和施工性。且涂層表面較為平整，可減少面層配套后產生氣泡或收縮的傾向。 鋁鱗片是由純度為99.5%的金屬鋁加工成的薄片，其徑厚比大約為100∶1。鋁鱗片表面有一層致密透明的氧化膜，使之保持穩定的化學性能。鋁鱗片在漆膜成型時發生漂浮移動，使鋁粉與底材面平行，形成多層次的平行重疊排列，起到良好的屏蔽作用，使涂層擁有良好的抗腐蝕介質滲透性；而良好的光、熱反應使涂層擁有優良的反光隔熱和耐光、耐候性。因此，鋁鱗片既可用于防銹底漆用在船舶等鋼構件上，又可用于裝飾面漆用在汽車、家電等產品上。 鋅鋁合金鱗片綜合了鋅、鋁鱗片的優點，不僅具有優良的耐蝕性而且對基體能起著犧牲陽極的保護作用。鋅鋁鱗片具有良好的延展性，其鱗片規格容易控制，可方便地獲得較高的鱗片比表面積。鋅鋁鱗片本身耐熱性好，導熱系數高，表面光線反射率高，因而可像不銹鋼鱗片一樣提高涂層的耐熱、耐候性。鋅鋁合金鱗片的規格：厚度為0.1～1.0μm，片徑為50～150μm，鋅鋁質量比為0.45。 鋅鋁鱗片在許多性能方面優于玻璃鱗片，特別是彈性、可撓性和可塑性，有助于涂層的可形變性以及鱗片與樹脂黏附性的增強。但其耐磨性略遜于玻璃鱗片，這主要是因鋅鋁鱗片的硬度低于玻璃鱗片。 從涂層的滲透性比較來看，在2種鱗片直徑和體積百分比含量（20%）及乙烯基樹脂用量幾乎完全相同的情況下，鋅鋁涂層的水蒸氣透過率明顯低于玻璃鱗片涂層，約為1.0∶2.5。從涂層的耐鹽霧性比較來看，同樣條件下，玻璃鱗片涂層的劃痕處很快生成紅銹，而鋅鋁鱗片涂層在26天出現輕微劃痕銹。這是由于鋅鋁合金對金屬基材不僅具有優異的屏蔽性，更有犧牲陽極的保護作用。同時能夠與某些滲入的腐蝕介質（如H2O、O2、SO3等）發生電化學反應而將其逐步消耗，減少對基體的接觸腐蝕。可見，鋅鋁鱗片涂料防腐性能優于玻璃鱗片涂料。此外，試驗發現在鋅鋁鱗片涂料中拼用10%的玻璃鱗片可提高耐磨性而不影響其防腐性能。日本工業技術院在微米大小的玻璃片上包覆鋅及鋁用于環氧涂料中，只需刷涂2遍便能耐7～8年以上的海水腐蝕，保光性亦好，且材料費用低。 鋅鋁鱗片優異的防腐特性還被用于重防腐環境下鋼結構的熱噴鋅、熱鍍鋅涂層；溶劑型或水性富鋅涂料；單組分鋅加涂料（施工、維修方便，成本較低）以及刁美特、達克羅技術，制備水性鋅（鋁）鉻膜或無鉻鋅鋁膜復合涂層取代傳統的熱鍍鋅成為金屬表面處理的環保型新工藝。 9 結語 綜上所述，鱗片防腐涂料因其特殊的錯層片狀結構，具有優異的機械性、防腐性和耐久性。不同的鱗片涂料具有不同的特性，適用于不同腐蝕環境的特定要求，使用時可根據性價比予以選擇。目前，對鱗片涂料的研究主要是各種鱗片和基料體系的屏蔽性和耐久性，特別是涂膜對水蒸氣的滲透性；其次是體系的相容性和穩定性。據報道，一種有反應性表面的玻璃鱗片，無需專門的表面處理即可提高與基料的黏結力和親合力，具有一定的觸變性。可以預計隨著鱗片涂料質量的完善和推廣應用的深入以及新型鱗片骨料和高性能樹脂的不斷開發和改進，鱗片涂料將在重防腐領域發揮更大的作用。 |
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