海洋设备用防腐蚀材料与防蚀涂料
2013-04-01 00:00:00
作者:董永祺 韩家林 来源:《腐蚀防护之友》
下面列举两种铝合金的性能。
(1)船用5A01铝合金厚板。
铝镁(Al-Mg)系合金具有高比强、优良的耐腐性、焊接性和加工性等,因此在船舶等制造业中被广泛应用。船用5A01铝合金是在Al-6.5Mg中添加Mn、Zr、Cr等微量合金元素的、热处理不可强化的高镁Al-Mg系合金。
经过研究研究发现,船用5A01铝合金厚板具有良好的抗应力腐蚀性和抗剥离腐蚀性,应力腐蚀寿命≥900min,剥离腐蚀性能为PA级。
(2)微弧氧化铝合金。
微弧氧化是在阳极区产生微弧发电,阳极区的温度>1000℃,使阳极氧化物熔覆在金属表面,形成陶瓷质的阳极氧化膜,大大提高该膜的硬度、致密性和耐腐蚀性。
另外采用微弧氧化膜+电泳膜层则可进一步提高纯铝的耐腐蚀性。
海洋用涂料简述
发展趋势
传统海洋涂料已落后并逐渐被淘汰。首先,毒剂型防污涂料、溶剂型重防腐蚀涂料逐步被禁用;其次,海洋重防腐蚀涂料的有效使用期>15年,难度极大、尚无可靠加速测试评价方法;再次,海洋涂料性能标准有所提高,例如:极端腐蚀环境下的材料重防腐蚀要求,涂层具有高热反射率(为了降低能耗),涂层具有防滑性、防火性等。我国海洋涂料品种从传统档向中、高档拓展,环氧涂料应用广泛、发展飞速,海洋涂料科技正发生着根本性变化。
“十二五”时期海洋涂料除防腐蚀性外,正朝着多功能化方向发展,例如:防锈涂料的主要研究方向是无毒防锈颜料、基料的水性化;防污涂料向无锡、低铜、无重金属、无杀菌剂的方向发展,研究涂料的基体树脂、新型防污剂及其性能的评价;内舱涂料、环保涂料的研究重点,如:饮水舱用无溶剂环氧涂料、油舱用高固体分环氧涂料等;新型压载舱涂料的研究重点是固体分厚膜涂料;以氟碳树脂、含氟聚氨酯等改性材料作水线以上船壳涂料面层基料是最佳选择;甲板涂料的主要研究方向是高性能、有弹性、防滑、轻质、耐磨、抗冲击等。
目前,我国海洋涂料呈现下述六大发展趋势。
(1)钢结构用水性防腐底漆和面漆。上述底漆需解决底材闪蚀和耐水性差的挫折,一些新型无乳化剂乳液的面世,从根本上解决了耐水性差的问题,应重点解决施工机能和应用机能。面漆应在确保保护机能的前提下,提高装饰性和耐久性。
(2)高固体分和无溶剂防腐涂料。钻井、海洋平台、大型防腐工程急迫渴求超耐久、防腐涂料,国内该材料市场几乎被外商独资企业独占,国产货技术含量低、质量低劣,入市场无门。因此必须加强技术开发工作,建议首先开发无铅、无铬、防锈颜料的底漆--以磷酸锌和三聚磷酸铝为主的防锈底漆。
(3)水性富锌底漆。它和无机富锌底漆都属于溶剂型、长效底漆。实践证明,以高模数的硅酸钾为基材的水性无机富锌底漆的机能高,发展潜力大。
(4)氯化橡胶系列防腐涂料的代用品。氯化橡胶是单组分,耐水、耐油、耐老化性都优异,施工简便,故在船舶、产业防腐领域应用广泛,市场前景看好。它是将天然橡胶溶解于CCl4(四氯化碳)或(CH3)2Cl2(二氯乙烷)中,通入干燥氯气而制得的,而氯、CCl4和(CH3)2Cl2都有毒(或剧毒)、且会破坏臭氧层。基于此研发氯化橡胶代用品势在必行。目前成功的代用品有:德国BASF公司的MP氯醚树脂系列、水相法氯化聚乙烯或改性产品。
(5)鳞片状防腐涂料。云母氧化铁(MIO)具有优良的耐介质性、耐老化性和封锁机能,被西欧广泛用做底漆和面漆。国产MIO和玻璃鳞片状防腐涂料的粒度分布、径厚比、密度等,与发达国家的水平的差距很大。
(6)有机改性无机涂料。为了提高混凝土的强度、耐介质性,发达国家采用有机乳液改性混凝土。采用环氧树脂水溶液(或溶剂型环氧树脂-聚合物水泥)改性混凝土发展迅猛。近几年我国也已推广,但其研发工作不够系统,尚未形成系列产品。
新型海洋防污涂料
海洋水下设施、海面航行的船舶无不面临被海洋污损生物(动物、植物和微生物)附着的难堪情景。这大大加速设施、船舶的腐蚀,缩短其使用寿命。目前主要的防污措施有:涂装防污涂料、电解海水生成次氯酸盐、电解重金属法、人工或机械清除法、导电涂膜法等。其中涂装防污涂料最经济、高效、发展最快。它的主要成分有:树脂、防污剂、辅助材料、填料和溶剂。下面仅介绍防污剂和树脂。
(1)防污剂。
防污剂是防污涂料里的关键成分--缓慢释放有效毒害海洋污损生物,但又确保不污染环境的材料;它必须具有广泛的抗生物谱,在海水中的溶解度足够低,符合环保要求--杜绝进入食物链,影响人类健康和生态安全。它分为天然产物防污剂和人工合成防污剂两种。
天然产物防污剂是从自然界动物、植物、微生物中提取的具有防污活性、功能的物质。其特点是:无毒、有利于保持生态平衡,是设计仿生、低毒防污剂的先导化合物。单一防污剂缺乏足够的光谱、防污作用,需考虑选择几种防污剂进行复配方可奏效。
人工合成防污剂是通过确定天然产物防污剂的结构,人工合成、复制或者引入其防污官能团因子;借助具有杀菌功能的物质,设计环境友好、高效防污涂料。例如:单宁酸铜;粉末状无毒硅酸盐防污剂等。
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