(四) 玻璃鱗片
玻璃鱗片是指采用一定材質(zhì)的(硅酸鹽)玻璃料,經(jīng)特定工藝加工而成的鱗片狀薄玻璃制品。其厚度一般在1-7μm,常用鱗片玻璃厚度為3~5μm,片徑從幾微米到數(shù)毫米不等,常用尺寸為0.1-5mm。玻璃鱗片涂料的基料有不飽和聚酯、環(huán)氧、環(huán)氧瀝青、環(huán)氧丙烯酸、乙烯酯和聚氨酯等,其中,環(huán)氧玻璃鱗片涂料的應(yīng)用最廣泛。
發(fā)展歷史:鱗片玻璃于1953年由美國歐文斯—康寧玻璃纖維公司首先研制成功,并成功地運用于混凝土基材表面及鋼管內(nèi)襯。到20世紀(jì)60年代,日本旭硝子公司率先引進(jìn)鱗片玻璃的生產(chǎn)技術(shù),投入批量生產(chǎn),在煙氣脫硫裝置、海洋防腐工程及化工設(shè)備中進(jìn)行了一系列成功的應(yīng)用,使鱗片玻璃開始風(fēng)靡國際涂料市場。而我國研制開發(fā)鱗片玻璃產(chǎn)品僅始于80年代初,并且在材質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模和質(zhì)量上與國際先進(jìn)水平還存在差距,但在推廣應(yīng)用上有了長足的進(jìn)步。玻璃鱗片涂料,雖然成本較高,但使用壽命高達(dá)20~30年,成功應(yīng)用于石化、海洋、電廠、污水處理和橋梁等重防腐蝕領(lǐng)域,減少了維修,獲得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。玻璃鱗片涂料以其簡便、有效、經(jīng)濟(jì)的特點,引起了廣泛關(guān)注。
機(jī)理:基于其可以改變涂膜的結(jié)構(gòu),玻璃鱗片在涂膜內(nèi)部相互平行且重疊排列,不僅把涂層分割成許多小的空間而大大降低涂層的收縮應(yīng)力和膨脹系數(shù),而且能形成防止介質(zhì)擴(kuò)散的屏障,迫使介質(zhì)迂回滲入,延長介質(zhì)滲透擴(kuò)散到基體的時間,從而增大涂膜的抗?jié)B性能及機(jī)械強(qiáng)度,達(dá)到延長基體防腐時間的目的,提高了其防腐蝕的性能。
(五) 不銹鋼鱗片
不銹鋼鱗片是用超低碳不銹鋼經(jīng)霧化后再碾磨而成,可有干態(tài)和漿料兩種形式。由于不銹鋼中的鉻形成一種鈍化防銹膜,能自行修復(fù)損傷。不銹鋼鱗片可用于環(huán)氧、聚氨酯、氯化橡膠、含氟樹脂等多種基料中,與其它顏料的相容性也很好。涂料中使用的不銹鋼鱗片的厚度在3μm以下,寬度和長度在100μm以下,其在涂料中的含量以5%~40%(質(zhì)量)為宜,尤以9%~16%更好。由于不銹鋼鱗片有耐腐蝕、抗氧化、耐高溫、耐化學(xué)和耐摩擦等性能,加之它在涂膜中能形成多層結(jié)構(gòu),因此,在性能可靠的底漆上涂了不銹鋼粉面漆之后,整個涂膜使用壽命可達(dá)20年,大大節(jié)省了維修費用。
優(yōu)點:與玻璃鱗片防腐涂料相比,不銹鋼鱗片防腐涂料在涂層致密性、耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和耐候性方面均有提高,是一種極具應(yīng)用前景的高性能涂料,但不銹鋼鱗片生產(chǎn)工藝要求較高,成本很高,其大量使用受到限制,一般用于嚴(yán)重化學(xué)腐蝕環(huán)境中的保護(hù)涂料。
(六) 磷酸鋅
磷酸鋅是一種重要的防銹顏料,作為涂料工業(yè)含鉛、鉻防銹顏料的替代品之一,從1965年沿用至今,廣泛用于油性和水性底漆作為化學(xué)防銹顏料,有助于改進(jìn)和提高其防銹性能,是目前用量最大、應(yīng)用最廣泛的無毒防銹顏料。
機(jī)理:標(biāo)準(zhǔn)磷酸鋅防銹顏料為正磷酸鋅白色粉末,主要有二水合物型(Zn3(PO4)2·2H2O)和二水合物與四水合物(Zn3(PO4)2·4H2O)的混合型。它的防銹機(jī)理十分復(fù)雜。正磷酸鋅顏料的主要防銹機(jī)理:
[Fe(H2O)6]2+→[Fe(H2O)5(OH)]++H+
Zn3(PO4)2+H+→H3PO4+Zn2+
H3PO4+Fe→Fe(H2PO4)2+H2
Fe(H2PO4)2+H2O→FeHPO4+H3PO4+H2O
FeHPO4+H2O→Fe3(PO4)2+H3PO4+H2O
使溶解的亞鐵鹽和鐵鹽發(fā)生水解,釋放出質(zhì)子,再與正磷酸鋅逐步反應(yīng),依次生成水溶性的一代磷酸亞鐵和二代磷酸亞鐵,最終生成不溶性的三代磷酸亞鐵,從而在金屬底材表面發(fā)生鈍化,生成Me(金屬)-Zn-P2O5這種組成復(fù)雜、致密而又具有牢固附著性的磷化膜。
a) 除磷化之外,它們還能與基料中的羧基和羥基以及腐蝕環(huán)境中的某些離子發(fā)生反應(yīng),生成絡(luò)合物,而這種絡(luò)合物能與腐蝕產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng),在底材表面上形成緊密附著的保護(hù)膜。
b) 正磷酸鋅的防銹作用主要由于它存在結(jié)晶水,緩慢水解生成了氫氧化鋅和二代磷酸鋅離子,后者通過形成由具有附著性的緩蝕作用的絡(luò)合物組成的保護(hù)膜而實現(xiàn)陽極保護(hù)。
c) 正磷酸鋅減緩了銨離子透過涂膜的擴(kuò)散速度,從而起到了緩蝕作用。