带锈涂料的分类及其发展

浅谈带锈涂料的分类及其发展
摘要：钢结构作为建筑业中最重要的结构形式之一，与砖混建筑结构相比，具有自重轻、节约占有面积、易改造回收以及绿色环保、抗震性能优越以及安装容易、缩短工期以及节约人工成本等优点，但是其容易腐蚀的特点给建筑业带来了极大的损失。

带锈防腐涂料是钢结构防腐措施中最为经济合理的方法之一。

本文介绍了转化型带锈涂料、稳定型带锈涂料、渗透型带锈涂料以及功能型带锈涂料基本的作用机理、适用范围及其发展趋势。

abstract： steel structure as one of the most important structural form in the construction industry， compared with brick masonry building structure， has the advantages of light weight， saving the occupied area， easy recovery and reconstruction of the green environmental protection，seismic performance and easy installation， shortening the construction period and saving labor costs， but its easy corrosion has brought great losses to the building industry. anti-rust paint is one of the most economic and reasonable method for steel structure anticorrosion measures. this paper introduces the conversion coating with rust， stable rust paint， permeable paint with rust and functional mechanism，with rust paint basic scope of application and its development trend.
关键词：带锈涂料；转化型；稳定型；渗透型；功能型
key words： rust paint；transformation；stability；seepage；function
中图分类号：tg174.2 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）23-0072-02
1 防腐蚀涂料的发展现状
随着我国钢铁工业的不断发展，在建筑工程中钢结构的应用越来越多。

由于大部分的钢铁都是在易生锈的环境中使用，从而造成了大量钢结构的腐蚀。

每年因腐蚀而损失的钢铁材料约占当年总产量的20%～40%。

金属腐蚀不仅造成经济上的巨大损失，影响生产的稳定，严重的还会酿成安全事故，造成人身伤害。

防止金属腐蚀，延长金属物件的使用寿命一直都是一个世界性研究课题。

随着防腐新技术、新材料以及新方法的不断涌现，有效的抑制了由于金属腐蚀而造成的损失。

日常工作中主要采用防腐措施有：通过热镀锌或铝进行防护、喷涂防腐涂料以及对水下或地下钢结构采用阴极保护法等[1]。

在实际工作中，由于涂层防腐具有施工方便、价格低廉以及性能优异等特点，因此，有机涂层防腐是目前应用最广泛的方法。

此外，此方法也是目前最有效、最经济的方法[2]。

在进行一般钢结构涂装时，其部分表面已经存在一定的厚度的防腐层。

对于普通的防腐涂料，为了有效的保证涂料的防腐能力，首先要彻底清除其铁锈使得涂料与钢铁表面充分接触。

20世纪70年代，我国出现了带绣涂料，此涂料又称锈上涂料、锈面涂料以及不
去锈涂料，使用这种防腐涂料不必去除原有的锈蚀，可以直接涂覆在具有一定锈蚀的钢铁表面，仍旧能够起到缓解锈蚀作用的一类防锈涂料。

在有残锈的金属表面涂装这种涂料，能够稳定、钝化或转化铁锈，使得活泼的铁锈变为无害的物质，既达到防锈的目的，又达到了保护的作用[3]。

2 带锈防腐涂料的类型
按照带锈涂料的功能，可以分为转化型带锈涂料、稳定型带锈涂料、渗透型带锈涂料以及功能型带锈涂料四种类型。

2.1 转化型带锈涂料
转化型带锈涂料又称为反应性带锈涂料，主要适用于锈蚀较为均匀并且不残留轧制氧化皮和片状厚锈的钢铁表面。

如果将其用到锈层薄厚不均匀的钢铁表面时，很难掌握钢铁表面转化液的用量，使用的转化液较少就会造成锈蚀转化不完全，如果使用的转化液过多，涂料中过多的磷酸就会由于腐蚀金属本身而释放氢气从而影响土层对金属的粘附力。

其作用原理为：铁锈与涂料中的磷酸、水杨酸等通过化学反应生成无害的、难溶的或具有一定保护作用的络合物和螯合物，通过膜物质的粘附作用将生成的络合物和螯合物固定在钢铁的基本表面，从而起到防止锈蚀和保护钢铁的作用。

转化型带锈涂料对铁锈的作用快，可在锈层较厚（一般在40～100μm）的钢铁表面施工，但是应当注意：必须及时涂防锈底漆和面漆以达到良好的防锈效果。

由于转化型带锈涂料本身的ph值大约为2左右，其本身呈现酸
性，因此，为了保证防锈效果，要求其配套使用的面层涂料耐酸并且要涂装多道，否则就会破坏后边的面漆，造成面层涂料变脆和龟裂。

此外，此涂料的使用效果与钢结构表面的锈蚀状态密切相关：如果钢结构表面物锈蚀，那么此涂料就会对金属本身产生腐蚀作用；如果钢结构的表面锈蚀均匀，涂装上比例适应的转化型带锈涂料可以收到极好的效果；如果钢结构表面的锈蚀状况差异性较大时，锈蚀较厚的地方可能会由于转化不彻底仍旧带有锈蚀，而锈蚀较薄的地方或有油漆的部位由于使用的转化液过多，就会造成金属或油漆的腐蚀，从而生成一层较为疏松的盐类，这些都会严重影响耐腐土层的附着力[4]。

2.2 稳定型带锈涂料
稳定型带锈涂料主要是利用活性颜料使得整个锈层成为涂料中
稳定、难溶的具有保护性的填料成分，从而达到了稳定锈蚀的目的。

稳定型带锈涂料中不含酸类以及其他转化剂，因此，对铁锈的作用较小，稳定铁锈的速度相对较慢。

因此，在锈层较薄的钢铁表面（一般在50μm以下，在30μm之内更好）对采用稳定型带锈涂料。

稳定型带锈涂料具有以下优点：第一，几乎可以与各种面层涂料进行很好的配合，因此，对与配套的面层涂料没有特殊要求；第二，对待涂的钢铁表面条件要求较宽，使用的面积较广；第三，使用效果与结构表面的锈蚀状态没有关系，因此，在锈蚀状况差异较大的表面也能取得较好的效果。

除了能保证锈蚀处良好的附着外，在无
锈蚀的地方使用效果更好[5]。

2.3 渗透型带锈涂料
渗透型带锈涂料是一种低粘度（粘度近似于水），高固体份（固体份>52%），强渗透性的一种带锈涂料，将其涂刷在带锈钢铁表面可封闭铁锈。

也就是利用涂料对疏松铁锈的浸润、渗透作用，把铁锈分割并包围在涂料中，有效的隔离锈蚀和外界腐蚀因子而使其失去活性，增强了锈蚀层与钢板、土层以及涂层与钢板间的附着力，阻止了锈蚀的进一步发展。

此外，锈层中的有害铁化合物借助特种涂料的作用经过转化或钝化变成了稳定的无害填料。

2.4 功能型带锈涂料
近年来，开发的新型功能型的带锈涂料结合了转化型、稳定型以及渗透型带锈涂料的特点而对树脂进行了改进。

由于集料中含有与锈层中残存水反应的树脂，因此可以有效的去除并利用腐蚀因素。

如：采用酮亚胺作为潜固化剂不仅使涂料更容易渗透，还能有效的增进进入锈蚀层的深度。

此外，酮亚胺与锈层中的水分通过迅速反应而分解为环氧树脂真溶剂的酮和作为固化剂的一级胺，而一级胺通过与环氧树脂反应，使环氧树脂充分渗透到锈层中，形成对外部腐蚀介质有很强覆盖能力的高交联涂膜，固定锈层。

并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，不产生气泡，从而发挥了优异的防蚀性能。

3 带锈防腐涂料的实际应用
不同类型的涂料在实际应用中各有特点。

如：转化型带锈涂料作用快；稳定型带锈涂料应用范围更广；渗透型带锈涂料因为具有良好的渗透性更适用于设备中铆接和螺栓连接部位；功能型涂料效果和功能方面最具有优势，但目前国内发展较为缓慢。

本文以某转化型带锈涂料的应用为例。

某项目对其建筑外部已锈蚀铁件进行处理，应用水性铁锈转化防锈底漆。

所用带锈涂料是一种弱酸性（ph=0.5～1.0）高分子复合物，呈淡黄色非透明乳状液体。

涂覆在带锈钢铁件表面1分钟即生成黑色有机铁化物，从而在钢铁表面形成牢固紧密的复合物膜，使钢铁基体与介质分隔不再受到侵蚀。

该涂料一般可转化锈层的厚度为40～70微米。

为了利于面漆的渗透而提高层间附着力，其添加了能在表层产生微孔的特殊物质。

如在12～24h内无面漆渗入，微孔会在内膜转化内应力作用下破裂，从而不影响膜层的最终抗性。

图1为其使用前后的效果。

对于锈蚀严重并产生浮锈的工件表面，须先将浮锈清除后再进行涂装。

涂刷后15～20min就会表干，5～8h厚即可进行后续涂装工序。

该涂料不含有苯类、甲醛等对人体有害物质，涂装不需彻底除锈，省时、省力、综合成本低。

但要注意的是不可在雨天施工，否则会在微观上损害膜层结构，从而影响最终的防护效果。

施工温度应控制在5～50℃，在施工后的72h内不得低于0℃，否则会造成膜层附着力变差。

4 防腐蚀涂料的发展趋势
防腐涂料是涂料的重要分支，随着科学的发展和社会的进步，带锈涂料正迅速向以下几个方面发展：
①高性能化：随着工程设施趋向于永久化以及大型化，工程造价也随之提高同时也增大了维修的难度，而采用高性能的高档涂料可以大大降低工程因维修以及重涂而造成的施工费用。

由于采用高性能防腐涂料代替普通防腐涂料具有性能以及经济的双重优势，已经成为目前防腐涂料的发展趋势。

②多功能化：我国现有产品配方单一，应用局限性很大，效果也不持久。

多功能化将会大幅度提高防腐涂料的性能和效果。

③节能环保化：传统的涂料中添加了大量挥发性有机化合物（voc），大多为有毒物质，长期吸入人体会导致疲劳、引起神经系统疾病，严重者可致癌。

随着人们生活水平和环保意识的提高，节能环保已成为各行各业的必然趋势。

参考文献：
[1]虞兆年.防腐蚀涂料和涂装.第二版.北京：化学工业出版社，2002：222-225.
[2]李海丽，张晓玲，高晓转等.几种金属防腐方法的比较.矿山机械，2002，10（5）.
[3]陶培亚.防腐涂料的质量与经济效果[j].中国涂料，1997（1）：14-16.
[4]林海潮，李谋成.涂层下金属的腐蚀过程.腐蚀科学与防护技
术，2002，14（3）：180-185.
[5]杨春晖，陈兴娟，徐用军等.涂料配方设计与制备工艺.第一版.北京：化学工业出版社，2003：22-29.
[6]水性带锈涂料的施工要求及步骤简介[j].表面工程资讯，2010（04）.
[7]林巧銮.八十年代国外带锈涂料及其发展动向[j].电机电器技术，1991（03）.
[8]韩季璋.新型带锈防腐涂料的性能及应用[j].化肥工业，1994（04）.。