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金属油罐的腐蚀机理及重防腐涂料应用研究综述

                     金属油罐的腐蚀机理及重防腐涂料应用研究综述
                                宋梁超 墙奕吉 徐文迪
                        (空军勤务学院一大队 江苏 徐州 221000)
    摘要:本文分析了金属油罐表面金属的腐蚀机理,重点研究了金属油罐所采用的重防腐涂料技术,最后对重防腐涂料研究的前景进行了展望。
    关键词:金属油罐;腐蚀机理;防腐
    一、引言
    目前,金属油罐常年暴露在自然条件下,常年受到各种腐蚀介质的侵蚀,不仅影响使用寿命,而且容易带来安全隐患。因此,研究金属油罐的腐蚀机理,并对其使用最为广泛的涂料防腐技术进行研究具有重大意义。
    二、金属油罐腐蚀机理
    金属腐蚀根据腐蚀历程分为化学腐蚀和电化学腐蚀。根据腐蚀条件分为湿腐蚀和干腐蚀。根据金属油罐的使用环境,其腐蚀类型基本上属于湿腐蚀,是一种电化学反应。其腐蚀机理是:金属在腐蚀过程中在表面形成一个阴、阳极隔离的腐蚀原电池,金属失去电子,变成带正电的离子,这是氧化过程,即阳极过程;同时在金属表面,电子被某种物质所吸收,电子的吸收过程是还原过程,即阴极过程。其金属腐蚀的通式反应如下:
    阳极反应:M→M+ n+ ne
    阴极反应:O2+2H2O+ 4e→4OH-
    三、金属油罐的腐蚀防护
    目前,常规防腐涂料在金属油罐防腐领域占有一定地位。但由于强度较低,使用寿命短,导致它们在金属油罐防腐效果大打折扣,无法与重防腐涂料相提并论。目前,重防腐涂料防腐技术是各国研究的重点。
    1.环氧树脂类重防腐涂料
    环氧树脂类涂料以环氧树脂为主要成膜物质的一类涂料,其优点是:对罐体的附着力强,耐水、耐化学品性优良,硬度高、耐磨性好。但也存在固化后内应力较大,韧性不太高,耐气候老化性较差等问题。
    傅晓平等[26]通过溶液聚合方法,把杂化了的聚苯胺树脂与环氧富锌制成了性能优异、VOC 含量很低的环境友好型金属重防腐水性涂料。刘海波等[1]提出:可以通过加入反应性树脂提高环氧树脂的交联度,也可以通过提高环氧防腐涂料的成膜温度来提高环氧重防腐涂料对油罐的湿附着力,从而提高金属油罐的耐腐蚀性。
    2.聚氨酯类重防腐涂料
    聚氨酯防腐涂料以聚氨酯树脂为主要成膜物质,配以其它辅助材料所组成,具有耐候性、耐光性、保色性好,漆膜丰满、耐冲击性强、弹性优良等特点。目前常用的产品主要是丙烯酸聚氨酯防腐涂料和环氧聚氨酯防腐涂料。
    毛晨峰等[2]制备了羟基丙稀酸聚氨酯/ 金红石型纳米TiO2改性复合材料,得出当NCO/ OH= 1. 1,金红石型纳米TiO2 添加量为2%时性能最佳,可进一步提高涂层的抗老化和防腐性能。周小勇等[3]以高弹性聚氨酯和环氧树脂为基料,制备了弹性强、低温施工性能好,耐候,耐骤冷骤热,耐水、酸碱、化学药品性能优异的新型涂料,可应用金属油罐内外壁防腐。
    3.含氯树脂类重防腐涂料
    含氯树脂类防腐涂料其成膜剂中含有氯原子,应用较为广泛的是氯化橡胶和高氯化聚乙烯(HCPE),它们的耐酸碱、耐介质性能优良,但在附着力、抗老化、施工性能等方面存在一定不足。
    施明德等[4]通过加入除锈剂,研制了具有耐化学介质直接腐蚀,以及耐水、耐油、抗紫外线老化的HCPE 带锈防腐涂料,其抗老化性能超出了GB/ T 14522- 93 标准的2. 5 倍,可广泛用于金属油罐的防腐装饰和保护。王兴智等[5]通过对氯醚树脂加以改性,制得了附着力佳,耐水性、耐化学腐蚀性、耐大气老化性优良的底、中、面重防腐涂料,可广泛应用于金属油罐等户外钢结构防腐保护。
    4.氟碳类重防腐涂料
    氟碳类防腐涂料是以有机氟碳聚合物或有机氟改性聚合物为主要成膜物质的涂料,主要特点是耐候性、耐化学介质、耐腐蚀性、耐磨性、耐粘污性均十分优异。
    钟鑫等[6]以三氟氯乙烯、乙烯基化合物共聚物为基料,异氰酸酯HDI 三聚体为固化剂制成常温固化型双组分重防腐氟碳涂料,分析讨论了树脂的氟含量、主要助剂、固化剂、溶剂的选用对涂料性能的影响。王军[7]设计的钢结构重防腐氟碳涂料配套体系具有突出的防腐蚀性能和耐老化性能,满足了不同腐蚀环境对钢结构防腐保护的需求,对氟碳类重防腐涂料在金属油罐防腐中的应用有一定指导意义。
    四、展望
    涂料防腐在金属油罐的防腐中的应用最为广泛,随着技术的发展,其重防腐涂料必将得到长远进步,朝着多功能、长寿命和全过程防腐的方向发展,取得更加广泛的应用。
参考文献:
[1]傅晓平,龙兰,李岩等. 环氧富锌聚苯胺杂化金属重防腐水性涂料的研制[J]. 表面技术,2009-4, 38 .(2): 80~84
[2]刘海波,肖瑞厚. 提高环氧重防腐涂料耐腐蚀性能的配方设计[J]. 现代涂料与涂装,2009-10, 12 (10): 17~18.
[3]毛晨峰, 王新灵. 羟基丙稀酸聚氨酯/金红石型纳米TiO2改性复合材料研究[J]. 化学建材,2007, 23 (2): 30~32.
[4]周小勇, 樊君凤. 高弹性环氧-聚氨酯防腐蚀涂料的研制[J]. 现代涂料与涂装,2005-5, 5: 11~13.
[5]施明德,娄润和,黄克银. HCPE 带锈防腐涂料研制及应用[J]. 防腐蚀,2003, 7: 26~28.
[6]王兴智,张小琴. 改性氯醚防腐涂料的研究[J]. 现代涂料与涂装,2009-10, 12 (10): 4~6.
[7]王军. 钢结构重防腐氟碳涂料配套体系的研究[D]. 大连:大连海事大学,2009.


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