雅致化工有限公司
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| 更新时间：2012.02.26 浏览次数： | ||||||
| 6 玄武岩鳞片防腐涂料 玄武岩属于火山喷出岩，是地球上存在和分布最广的矿物之一，玄武岩鳞片为透明、灰绿色片状，尺寸分布在25μm～3mm范围内，厚约为3μm。它是由灰黑色的火山岩浆玻璃经高温熔融、澄清均化、成型筛选等特殊加工而成的。玄武岩鳞片能改善聚合物材料的防腐性能并提高耐磨性，因为单层平均厚度为500μm的涂层有150～200层鳞片，形成层状曲折结构，相对一般的耐腐蚀层穿透率降低为原来的1/10～1/15，显示出优异的抗介质渗透性能，并提高其机械性能、热变形温度、介电性能，减少热膨胀和收缩，其工作温度范围为-200～1000℃。相对玻璃鳞片而言，玄武鳞片中铁氧化物、二氧化钛、氧化铝、氧化钙含量较高，分别为15.0%、1.4%、16.0%和9.5%，碱性氧化物则较少，如SiO2含量为50%，而玻璃鳞片中不含氧化铁和氧化钛，氧化铝仅为2%，氧化钙为7%，SiO2为75%。从而导致玄武鳞片有比玻璃鳞片更好的耐酸碱性、耐候性、介电性及热变形度，增强了耐腐蚀性能。 与普通的鳞片涂料比较，玄武岩鳞片涂料中不仅存在曲折渗透导致的腐蚀速率降低，同时还具有很强的耐酸碱性，使玄武岩鳞片涂料的防腐性能十分突出，在同类鳞片涂料中具有明显的优势。玄武岩鳞片涂层与相关传统涂层相比，耐磨性提高了1.5～2.0倍，对金属和混凝土有很高的黏附强度，工作温差达60℃，使混凝土的耐寒性增长5～6倍。鉴于玄武鳞片涂料优异的物理化学性能，完全可以替代玻璃鳞片涂料用于石油、化工、船舶、桥梁、建筑、大坝等防腐领域。特别是优异的耐高低温稳定性、介电性和耐化学品性，可用于国防军工的需要。目前，国内在该产品的开发和应用上还是空白的，国外也仅有前苏联等少数国家在研究之中。我国内蒙、宁夏、河北等地区有丰富的资源，品质好、价格低，亟待进一步开发和应用。 7 不锈钢鳞片涂料 不锈钢是在各种腐蚀介质中具有高度化学稳定性的钢种统称，其中亦包括耐强介质腐蚀的耐酸钢。不锈钢鳞片是诸多鳞片中综合性能最佳的品种，可制成优异的防腐涂料。不锈钢鳞片是用含Cr为18%～20%、Ni为10%～20%、Mo为3%的超低碳不锈钢（即316L不锈钢），经熔化、脱氧、雾化后再研磨、筛分（干法研磨或湿法研磨）而成的。一般为近似圆形的薄片，周边开裂不完整。其直径小于100μm，厚度小于0.5μm。其径厚比约为100，有的可达1000。不锈钢鳞片比玻璃鳞片柔软，厚度薄，与树脂的相容性好，附着力强。由于含铬，形成了一种钝化防锈膜，而且这种防锈膜因机械损伤后能自行恢复，再加上它在涂膜中的多层片状平行排列形成非常致密的屏蔽膜，阻挡了外来的化学介质的侵蚀，按测算，在1～2mm厚的涂层中的不锈钢鳞片层的分布可达到上百层，延长了介质渗透扩散的途径，大大提高了防腐性。同时在涂层中形成无数微小区域，将树脂中的微裂纹、微气泡切割开来，减少了涂层与金属基体之间的热膨胀系数之差，降低了涂层硬化时的收缩率及内应力，抑制了涂层龟裂，剥落，提高了涂层的黏结力和抗冲击性。因而具有比玻璃鳞片涂料更为优异的耐蚀性、耐光性、耐磨性、耐高温、耐酸碱和耐水性，更具特有的导电性和装饰性。不锈钢鳞片不仅可用于溶剂型的各类鳞片配套树脂中，还可用于各类水性基料和粉末涂料中。它与其它颜料的相容性也很好，能产生协同效应，如在涂料中加入较少量的不锈钢鳞片，同时加入氧化锌等，可获得极佳的保护效果。 不锈钢鳞片由于耐热性高，可制成有机硅耐高温涂料，使用温度可达900℃。此时，有机硅烧掉后的SiO2晶格将不锈钢鳞片粒子封闭其中，在底材上形成保护膜。采用不同粒度的不锈钢鳞片在涂膜中能产生不同的光学效果，由此还可用作效应颜料。但传统生产的不锈钢鳞片太厚，密度在2g/cm3以上，涂层厚，易沉淀。近年来，国外采用新工艺生产出超薄型不锈钢鳞片，如美国Novamet公司生产的超薄型不锈钢鳞片，密度为0.8g/cm3，片径为10～30μm，厚度为0.6μm。这样可以开发出厚度仅为数十μm的涂层，防腐性能却能达到数百μm涂层的超薄型不锈钢鳞片涂料。 近10年来，不锈钢鳞片得到了推广和应用，不仅用作防腐底漆，还可用作装饰性面漆。但是，较高的成本和价格限制了广泛的应用，只能用于特殊要求的防腐工程和防腐产品，如医药、食品、化工、环保、汽车、船舶、能源、电子、医疗器械、烹调器具等领域。 8 锌铝及合金鳞片防腐涂料 普通锌粉属于球状锌粉，因具有电化学反应，通过牺牲阳极锌粉而保护阴极金属，故被大量用于金属的预涂底漆和防锈底漆。但锌粉含量超过80%时会造成涂层的多孔性，再涂上面漆时会产生气泡或收缩，出现裂纹，且易沉淀不便施工。为此德国、比利时和美国等公司开发了锌粉鳞片。国内也有产品面市，如科创公司产品规格：厚度为0.15～0.4μm，平均粒径为10～12μm，径厚比为60～80。鳞片状锌粉不仅保持了良好的阴极保护作用，更有优良的屏蔽性能、平行搭接性能、电接触性能、易悬浮性能，从而使锌片涂层在减少2/3用量的前提下仍比球状锌粉涂料有更好的防腐性和施工性。且涂层表面较为平整，可减少面层配套后产生气泡或收缩的倾向。 铝鳞片是由纯度为99.5%的金属铝加工成的薄片，其径厚比大约为100∶1。铝鳞片表面有一层致密透明的氧化膜，使之保持稳定的化学性能。铝鳞片在漆膜成型时发生漂浮移动，使铝粉与底材面平行，形成多层次的平行重叠排列，起到良好的屏蔽作用，使涂层拥有良好的抗腐蚀介质渗透性；而良好的光、热反应使涂层拥有优良的反光隔热和耐光、耐候性。因此，铝鳞片既可用于防锈底漆用在船舶等钢构件上，又可用于装饰面漆用在汽车、家电等产品上。 锌铝合金鳞片综合了锌、铝鳞片的优点，不仅具有优良的耐蚀性而且对基体能起着牺牲阳极的保护作用。锌铝鳞片具有良好的延展性，其鳞片规格容易控制，可方便地获得较高的鳞片比表面积。锌铝鳞片本身耐热性好，导热系数高，表面光线反射率高，因而可像不锈钢鳞片一样提高涂层的耐热、耐候性。锌铝合金鳞片的规格：厚度为0.1～1.0μm，片径为50～150μm，锌铝质量比为0.45。 锌铝鳞片在许多性能方面优于玻璃鳞片，特别是弹性、可挠性和可塑性，有助于涂层的可形变性以及鳞片与树脂黏附性的增强。但其耐磨性略逊于玻璃鳞片，这主要是因锌铝鳞片的硬度低于玻璃鳞片。 从涂层的渗透性比较来看，在2种鳞片直径和体积百分比含量（20%）及乙烯基树脂用量几乎完全相同的情况下，锌铝涂层的水蒸气透过率明显低于玻璃鳞片涂层，约为1.0∶2.5。从涂层的耐盐雾性比较来看，同样条件下，玻璃鳞片涂层的划痕处很快生成红锈，而锌铝鳞片涂层在26天出现轻微划痕锈。这是由于锌铝合金对金属基材不仅具有优异的屏蔽性，更有牺牲阳极的保护作用。同时能够与某些渗入的腐蚀介质（如H2O、O2、SO3等）发生电化学反应而将其逐步消耗，减少对基体的接触腐蚀。可见，锌铝鳞片涂料防腐性能优于玻璃鳞片涂料。此外，试验发现在锌铝鳞片涂料中拼用10%的玻璃鳞片可提高耐磨性而不影响其防腐性能。日本工业技术院在微米大小的玻璃片上包覆锌及铝用于环氧涂料中，只需刷涂2遍便能耐7～8年以上的海水腐蚀，保光性亦好，且材料费用低。 锌铝鳞片优异的防腐特性还被用于重防腐环境下钢结构的热喷锌、热镀锌涂层；溶剂型或水性富锌涂料；单组分锌加涂料（施工、维修方便，成本较低）以及刁美特、达克罗技术，制备水性锌（铝）铬膜或无铬锌铝膜复合涂层取代传统的热镀锌成为金属表面处理的环保型新工艺。 9 结语 综上所述，鳞片防腐涂料因其特殊的错层片状结构，具有优异的机械性、防腐性和耐久性。不同的鳞片涂料具有不同的特性，适用于不同腐蚀环境的特定要求，使用时可根据性价比予以选择。目前，对鳞片涂料的研究主要是各种鳞片和基料体系的屏蔽性和耐久性，特别是涂膜对水蒸气的渗透性；其次是体系的相容性和稳定性。据报道，一种有反应性表面的玻璃鳞片，无需专门的表面处理即可提高与基料的黏结力和亲合力，具有一定的触变性。可以预计随着鳞片涂料质量的完善和推广应用的深入以及新型鳞片骨料和高性能树脂的不断开发和改进，鳞片涂料将在重防腐领域发挥更大的作用。 |
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