3.2 稳定型低表面处理涂料
稳定型低表面处理涂料的基本原理主要是依靠涂料中树脂的反应基团、活性颜料与锈层中活泼有害的成分的反应,生成稳定的抑制化合物,从而使整个锈层成为涂料中稳定型的具有保护性的填料成分。典型的稳定型带锈涂料采用铬酸盐、磷酸盐等活性混合颜料,它们水解而产生相应得铬酸根和磷酸根,形成杂多酸。该杂多酸与锈层内活泼的铁锈酸FeOOH生成杂多酸类的络合物,从而对铁锈起稳定作用。使用最多的活性颜料包括:铬酸锌、铬酸钡、铬酸钙、氧化锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、有机氮碱铬酸盐,有的配方还添加亚硝酸钠,也有资料认为加入铬酸锶是必要的。铬酸盐颜料水解生成阴离子,有机氮碱铬酸盐水解后可生成氮碱离子基团。两者均由吸收活性铁酸锈的作用。氧化锌调整pH值,钡、钙离子与环境中的二氧化硫生成的酸根结合为难溶的盐,这些综合作用使铁锈趋于稳定。
3.3 渗透型低表面处理涂料
渗透型低表面处理涂料的基本原理是采用渗透性强的树脂作为漆基,借助于渗透剂、极性溶剂的配合,使涂料具有良好的渗透性,从而可以浸润和渗透钢铁表面锈层并把锈层封闭。它可有效地将锈蚀和外界腐蚀因子隔绝,增强锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层、涂层与钢板间的附着力。
3.4 功能型低表面处理涂料
近年来,开发的新型低表面处理涂料结合了转化型、稳定型、渗透型的特点,同时对树脂结构有了进一步的改进,基料中含有能与锈层中残存的水反应的树脂,有效地除去并利用腐蚀因素。如采用用酮亚胺作潜固化剂,
更能使涂料渗透,增加进入锈蚀层的深度,同时酮亚胺能与存在于锈层中的水分迅速起反应,分解成为环氧树脂真溶剂的酮和作为固化剂的一级胺。一级胺再与环氧树脂进行充分的反应,使环氧树脂很好的渗透到锈层中,形成对外部腐蚀介质有很强覆盖能力的高交联涂膜,并把锈层固定,而且在环氧树脂的固化反应中生成的酮类与有机溶剂和锈层中的水分一起挥发掉,不产生气泡,从而发挥了优异的防蚀性能。
某些功能型低表面处理涂料具有带油涂装的功能[5]。由于油分子基本上是烷烃类有机物,化学性质比较稳定,常温下很难发生化学反应而清除,因此只能采用“相似相溶”原理对其进行处理,即采用与油能起络合乳化作用的基料和添加剂、固化剂将其从钢板上剥离下来,作为增塑剂混在涂层中。而与油分子具有较好混容性的易挥发溶剂在挥发过程中也可带走一部分油分子。常用的材料有OP系列表面活性剂,磺酸盐和硫酸盐类表面活性剂、ZH-1、CD32溶油性环氧固化剂、腰果壳油改性环氧固化剂等。
4 低表面处理涂料技术的发展趋势
由于对生存环境要求的提高,环保意识的加强和深入,社会上迫切需要低公害或无公害的低表面处理涂料,同时人们对低表面处理涂料的防腐性能也提出了更高的要求。在这种情况下。国内外加强了对厚浆型长效防腐低表面处理涂料与水性低表面处理涂料的研究与应用。
4.1 厚浆型长效防腐低表面处理涂料
美国Tapecoat公司的渗透型厚浆环氧铝粉低表面处理涂料[6,7],是一种在海上石油钻井平台具有10年以上应用业绩,上万平米以上涂装实践的厚浆型长效防腐低表面处理涂料。从防锈机理上看,它属于渗透型,该涂料利用渗透性好的改性环氧树脂,以浸润、渗透、充满疏松多孔的锈层,置换锈层的水分,形成连续性涂膜,把锈层和钢铁表面包封起来,从而隔绝外界腐蚀介质对锈层的侵害,阻止了锈蚀的发展。此外,它还采用了鳞片型的铝粉作为填料,该种填料在涂层中形成了互相交错的瓦片状结构,屏蔽性极佳,能阻隔外界腐蚀性介质的渗入。同时又可将紫外线反射,提高了该环氧类涂料的耐候性能。
同类涂料还有挪威Jotum Protecive Coating公司生产的Jotamastic87,美国Carboling公司生产的Carbomastic15,Ameron公司Amerlock400等厚浆型低表面处理涂料。该类涂料同样在树脂的组成结构上进行改姓,降低其表面张力,提高对活性锈蚀的鳌合能力,也加入了片状颜料,提高防锈性能和抗起泡能力。
上述这些厚浆型低表面处理涂料适用于湿喷砂或喷砂后用水洗过而生成浮锈的钢铁表面,同时对锈蚀钢板和很多旧残漆具有优良的附着力,只需要进行初步处理,就能达到很好的综合防锈性能,且和很多旧漆具有很好的相容性,施工方便,且一道涂料可达120微米。