常見的金屬防腐蝕涂層性能比較

關(guān)鍵詞：金屬防腐蝕，金屬電鍍，金屬鍍鋅防腐

摘要：本文介紹了常見的金屬腐蝕的種類以及金屬鍍鋅防腐，金屬襯聚乙烯防腐、金屬襯聚四氟乙烯防腐、金屬襯玻璃鋼防腐等幾種常見幾種防腐蝕方法的形成，特點(優(yōu)缺點)，及應(yīng)用范圍進行闡述。

一、金屬腐蝕的種類
1.化學(xué)腐蝕（金屬與外部介質(zhì)單純因化學(xué)作用而引起的表面破壞。如金屬表面與空氣接觸，生產(chǎn)氧化物就是化學(xué)腐蝕的一種）；

2.電化學(xué)腐蝕（指當(dāng)金屬表面有電解質(zhì)溶液存在時，由于電化學(xué)作用而引起的破壞）。

二、金屬防腐蝕的種類及比較
　　目前在工程中采用金屬鋅作為腐蝕涂層是應(yīng)用最廣泛的防腐技術(shù)，普遍應(yīng)用的方法有電鍍鋅、熱浸鍍鋅、粉末滲鋅和達克羅涂層（就是鋅鉻涂層）等。

（一）從技術(shù)原理比較
　　電鍍鋅涂層為電化學(xué)沉積；熱浸鍍鋅為鋅加熱到液體下熱擴散涂層；電鍍鋅、熱浸鍍鋅和粉末滲鋅工藝原理發(fā)現(xiàn)的比較早。目前電鍍鋅、熱鍍鋅在工程中應(yīng)用最廣泛。

（二）從防腐涂層綜合性能比較：

氰化物鍍鋅和氯化銨

　　電鍍以氰化物鍍鋅和氯化銨為例，其優(yōu)點：鍍層結(jié)晶細致，光澤性好，鍍層經(jīng)除氫后不變黑，鍍液具有較好均鍍能力和深鍍能力，允許使用陰極電流密度和溶液的溫度范圍較寬，對設(shè)備腐蝕性小，適合電鍍形狀復(fù)雜和鍍層厚度20μm以上的零件。

　　缺點：電流效率較低（70%～75%左右）且隨電流密度的升高其電流效率迅速降低，鍍鋅毒性大，易分解，對操作者健康不利，鍍液不能鍍鑄鐵件。

　　電鍍反應(yīng)原理:在氰化物的鍍液中，鋅離子與氯化鈉及氫氧化物均形成絡(luò)合物鋅氰化鈉（Na₂[Zn（CN）₄]）和鋅酸鈉（Na₂[Zn（OH）₄]）形成這兩種絡(luò)合物如下：

　　3ZnO+4NaCI+2NaOH+3H₂O=Na₂[Zn（CN）₄]+2Na₂[Zn（OH）₄]

　　鍍液在電解時反應(yīng)如下：
　　陽極過程：鋅氰化鈉和鋅酸鈉均離解出鋅離子，通電時，鋅離子在陽極上吸收電子而沉積出鋅，氫離子也吸收電子而析出氫。
　　Na₂[Zn（CN）₄]→2Na⁺+4CN^-+Zn²⁺
　　Na₂[Zn（OH）4]→2Na⁺+4OH^-+Zn²⁺
　　Zn²⁺+2e→Zn
　　2H⁺+2e→H₂
　　陰極過程：電解時陰極發(fā)生鋅的溶解，陰極上也有少量氫析出。
　　Zn²⁺+4CN- -2e=Zn(CN)^4-
　　4OH—-4e=2H₂O+O₂

　　此外，氯化銨鍍鋅是目前應(yīng)用較廣的鍍種，氯化物鍍鋅的鍍液電流效率高達95%以上，鍍液對操作者人員影響較小，不需要排風(fēng)裝置。氯化物鍍鋅的缺點：是對鋼鐵設(shè)備有較大的腐蝕性，鈍化膜有時發(fā)生“變色”現(xiàn)象。氯化銨鍍液廢水較難處理，采用無銨氯化物鍍鋅可以改善。

金屬熱鍍鋅防腐

熱鍍鋅的優(yōu)點：

在不規(guī)則構(gòu)件表面、凹槽、盲孔內(nèi)都能獲得均勻滲層，與基體結(jié)合強度高，具有一定韌性，硬度，可耐較大摩擦及沖擊能力，耐腐蝕性好。操作簡單，生產(chǎn)方便。

熱鍍鋅的缺點：

熱浸鍍鋅污染嚴(yán)重，有鋅廢料和鋅蒸汽等，嚴(yán)重損害操作者健康，在一定的程度上嚴(yán)重威脅者城市或者鄉(xiāng)村的空氣質(zhì)量，屬于高污染，高能耗的工業(yè)生產(chǎn)。

金屬襯聚乙烯防腐

聚乙烯的優(yōu)點：
　?。?）良好的阻燃性、防霉性能:聚合體中氯含量高,因此具有抑制）菌生長的性能。
　?。?）優(yōu)異的防腐性能:高氯化聚乙烯樹脂形成的漆膜,對水氣、氧氣、離子(Cl-,SO42-)的滲透率極低,約為醇酸樹脂的1/200～1/300,過氯乙烯、氯磺化聚乙烯的1/2。
　　（3）耐候性較好:由于不含雙鍵,對光化學(xué)反應(yīng)及氧化降解不敏感,漆膜能經(jīng)受戶外大紫外光線、氧及冷熱變化作用,漆膜穩(wěn)定性好。
　　（4）與其他樹脂的相容性較好:可以添加各種改性樹脂如丙烯酸樹脂、醛酮樹脂、醇酸樹脂等,改善涂膜的綜合性能。
　　（5）施工性能好:為單組分涂料,可以微銹施工,干燥迅速;可以在低溫下成膜,施工不受季節(jié)、溫度限制;重涂性好;適用于任何鋼鐵和水泥表面。
　?。?）環(huán)保:生產(chǎn)樹脂過程不產(chǎn)生CCl4,減少污染,保護臭氧層。
　　（7）耐熱性不好:漆膜不耐高溫,受熱時易析出氯化氫氣體,性能變壞,故使用溫度受到限制(耐熱溫度一般不超過60?)。

聚乙烯的缺點：

純高聚乙烯強度低、耐磨性差以及耐蠕變性不好,通常要在聚乙烯聚合物中添加一些無機顆粒，如石墨、二硫化鉬、三氧化二鋁、玻纖、碳纖維等來提高其力學(xué)性能；也可利用與其他聚合物如聚苯酯(PHB)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟（乙烯/丙烯）共聚物(PFEP)等共混的方法來擴展其阻尼溫度范圍，提高其耐蠕變性。
　　應(yīng)用：高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等
　　中低、壓聚乙烯：以注射成型制品及中空制品為主。
　　超高壓聚乙烯：由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能，可作為工程塑料使用。

金屬襯聚四氟乙烯防腐

襯聚四氟乙烯的優(yōu)點：

1.長期使用溫度-200℃-260℃，有卓越的耐化學(xué)腐蝕性，摩擦系數(shù)在塑料中最低，有很好的電性能，其電絕緣性不受溫度影響，有“塑料王”之稱。

2.呈透明或半透明狀態(tài)，結(jié)晶度越高，透明性越差。原料多為粉狀樹脂或濃縮分散液，具有極高的分子量，為高結(jié)晶度的熱塑性聚合物。

3.適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件1 K)。

4.除熔融的堿金屬外，幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300℃以上稍溶于全烷烴（約0.1g/100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，對氧、紫外線均極穩(wěn)定，具有優(yōu)異耐候性。

5.在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。

襯聚四氟乙烯的缺點：

1.結(jié)晶料，吸濕小。

2.流動性差，極易分解，分解時產(chǎn)生腐蝕氣體。宜嚴(yán)格控制成型溫度，模具應(yīng)加熱，澆注系統(tǒng)對料流阻力應(yīng)小。

3.粉狀樹脂常采用粉末粉末冶金法成型，使用燒結(jié)方法。燒結(jié)溫度360℃-375℃，不可超過410℃。乳液樹脂通常用冷擠出再燒結(jié)的工藝加工，可在物品表面形成防腐層。

4.PTFE熔體粘度很高，容體粘度隨剪切應(yīng)力的增大而減小。

應(yīng)用：

1.聚四氟乙烯空氣過濾膜：厚度在0.01mm左右，透氣量60L/m2-80L/m2.s,具有表面光滑、耐化學(xué)物質(zhì)、透氣不透水、透氣量大、阻燃、耐高溫、抗強酸堿、無毒等特性，廣泛用于化工、鋼鐵、冶金、炭黑、發(fā)電、水泥、垃圾焚燒等各種工業(yè)熔爐的煙氣除塵過濾； 

2.聚四氟乙烯凈化過濾膜：厚度在0.02-0.03mm，泡點≥1kg/cm2 ( 5.3m/s 127Pa)，廣泛應(yīng)用于制藥、生化、微電子和實驗室耗材等領(lǐng)域；無塵車間、實驗室、通風(fēng)設(shè)備、凈化設(shè)備、醫(yī)療電子等行業(yè)的空氣凈化；

3.聚四氟乙烯服裝膜：厚度0.03-0.05mm左右，透濕量≥10000g/m2.24h，靜水壓≧150kPa，廣泛應(yīng)用于運動服裝，防寒服裝，消防、公安、醫(yī)護、防生化等特種服裝；鞋帽、手套以及睡袋、帳篷等。

4.聚四氟乙烯復(fù)合膜：將溶劑型PU以我司獨有工藝淋膜到PTFE微孔膜表面，形成一種具有親水拒油功能的微孔薄膜。具有耐腐蝕、耐高溫、耐老化、高精度、超微濾等特性。廣泛應(yīng)用于服裝面料、消煙除塵、凈化除菌等領(lǐng)域。

金屬襯玻璃鋼防腐

金屬襯玻璃鋼的優(yōu)點：

（1）絕緣、防酸、堿、鹽等腐蝕，抗靜電，不生銹，不易老化，使用壽命中長達50年以上。
（2）非磁性、無電腐蝕，防水性能好，可在潮濕環(huán)境或水中長期使用而不變質(zhì)。
（3）強度高、是同等原度PE管6倍以上，重量輕，內(nèi)壁光滑，電纜穿孔時摩擦系數(shù)小，不操作電纜。
（4）耐熱、防凍、防火、屬阻燃型。能在-35℃～139℃的溫度下長期使用，遇火不燃燒。
（5)彎曲彈性模量好，抗沖擊力強，解決了金屬管易腐爛、無扭曲彈性的缺點。
（6)電纜過橋、過河時，使用玻璃鋼導(dǎo)管更為經(jīng)濟、適宜。
（7)施工、安裝極為簡便，不必扎鋼筋、澆注混凝土。

金屬襯玻璃鋼缺點：

1.長期耐溫性差:一般FRP不能在高溫下長期使用，通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降，一般只在100℃以下使用；通用型環(huán)氧FRP在60℃以上，強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長期工作溫度在200℃-300℃。

2.老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷，F(xiàn)R也不例外，在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。