如何防腐蚀

腐蚀1

 

 

 

 

 

 

2013年,腐蚀的直接成本为3.15个中的1%.1万亿美元.S. GDP,在2013年6月估计等于500美元.7 欧元腐蚀 金属在与环境的相互作用下被氧化是一种电化学过程吗, 什么导致金属回到最稳定的氧化状态. 本文将讨论这些影响腐蚀的因素, 特别是对于保护金属的涂层的使用. 相应的, 这里将考虑影响与有机涂层使用有关的腐蚀过程的基本因素.

金属渴望处于热力学最稳定的状态, 哪一个, 在简化条件, 物质的自然状态是否处于最低能量状态. 金属通常以氧化物的形式存在.g. 铁的氧化物氧化铝氧化锌 等.),因为氧化物代表它们的最低能态. 氧化发生在阳极(正电极),还原发生在阴极(负电极). 腐蚀通常因水的存在而加速, 氧气, 盐(尤其是强酸).

图一普通金属的腐蚀
图一普通金属的腐蚀

图一列出了一系列金属及其抗腐蚀能力. 工业中最常用的金属包括钢(冷轧和热轧钢), 铝, 镀锌钢(热镀锌钢和电镀锌钢)以及镀银. 后两种金属基板利用a  在钢表面分别涂一层或一层铝/锌层,以增强耐蚀性.

虽然铝和锌不如钢高贵,但如果不涂上一层 有机涂层,它们比钢具有更长期的耐腐蚀性. 当钢铁生锈时,腐蚀产物(三氧化二铁)松散地附着在表面上, 而在铝或锌/铝合金的情况下, 腐蚀产物与金属表面形成更紧密的粘附层,从而降低随后的腐蚀速率(表三).

表三-不同环境中未涂层金属的腐蚀损失(微米/年). 有机涂料的外部耐久性,埃里克V. Schmid, FMJ国际,1988年
表三-不同环境中未涂层金属的腐蚀损失(微米/年). 有机涂料的外部耐久性,埃里克V. Schmid, FMJ国际,1988年

 

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水性树脂技术

水性树脂 技术是全球使用的最大类型的涂层技术,预计将继续增长,作为总涂层市场的百分比. 到2022年, 全球市场规模 水性涂料的销售额预计将超过1460亿美元. 增长在很大程度上是由于建筑和汽车市场销量的增加 丙烯画 是最大的单一水性树脂系统,占水性树脂市场的80%以上.

驱动力 对于水性涂料的增加使用包括:

  • 低挥发性有机化合物
  • 大多数情况下易于清理
  • 减少火灾隐患
  • 降低保险成本
  • 降低能源消耗 烘烤涂料 由于需要较少的烤炉补气
  • 需要减少的水平 石油的材料.

正如2014年5月勘探者的文章所述 水性涂料中的流动、流平和粘度控制 表明,两大类水性涂料包括 water-reducible乳胶, 与大多数烤漆属于第一类,与大多数建筑涂料属于第二类. 这个词 water-reducible 用于在溶剂中制成的树脂,在水中被还原,使树脂在水中分散. 乳胶 另一方面,树脂是通过乳液聚合在水中制备的.

缺点 对于水性涂料的使用包括:

  • 蒸发速率对相对湿度的高度依赖性
  • 对于水来说,高蒸发热需要2260 J/g,而对于水来说,仅需要373 J/g 2-butoxyethanol,一种常用的 助溶剂
  • 水可还原树脂涂料的非线性降粘曲线
  • 流动和外观高度依赖于相对湿度
  • 高表面张力的水(较差的润湿性)需要添加 表面活性剂 这在很多情况下会降低湿度阻力
  • 水性涂料比溶剂型涂料更具腐蚀性,因此需要有衬里的容器, 塑料或不锈钢,以避免生锈
  • 水性涂料在烘烤应用中更容易爆裂,因为在水蒸发之前就开始成膜(见表1)

然而材料科学的不断进步包括了创新 树脂化学、表面活性剂、 润湿剂 和 流程代理 是否有助于水性涂料的持续增长.

屏幕截图2015-09-16 3点.01.23 PM

图一表示乳胶漆系统干燥的各个阶段. 第一阶段是水的蒸发. 第二阶段包括水和共溶剂的持续蒸发,直到乳胶颗粒接触并开始聚结形成一层部分干燥的膜.

最后阶段包括持续的聚结和固化(在交联系统中)形成固化, 干附着力漆膜.

在使用水性涂料时,一个关键的考虑因素是增加其作用 湿度 除了 温度 在这些涂料的应用和固化中发挥作用. 例如, 提供可接受的应用程序属性, 温度和湿度都必须小心控制,如图二所示. 湿度对含水-有机溶剂涂料的影响是不可忽视的.

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