涂装工艺培训教材

防腐蚀性 涂层的3.1涂层的透过性源自透氧性2透水性
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涂层的
透过性
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颜料的影响
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玻璃转化温度
透离子性 吸水性
3.1.1透水性
钢铁的腐蚀可简单地以下式表示： 4Fe +O2+2H2O =2Fe2O3 ·H2O
3.1.1透水性
裸钢铁在不同自然下的腐蚀速率及相应需水量
3.1.1透水性
涂层越厚则透水率越低：
3.1.3透离子性
实验证明，水和氧的透过率均远远超过计 算所需值，而离子透过漆膜的迁移率则是漆膜 阴极脱层的决定因素。所以漆膜对离子运动的 高度屏蔽性，降低了腐蚀电流，使涂料能防止 腐蚀。
3.1.4吸水性
漆膜的吸水会引起肿胀，降低附着力，此 外，漆膜的吸水量也与氧、离子等的渗透有关 ，因为氧可溶入水中而透入（25℃时每升蒸馏 水中可溶解氧约5ml）。吸水量与漆膜树脂的 极性、所含颜料等有关。离子透过漆膜中水的 渠道而透入。漆膜含水量高则透氧量高，水使 漆膜增塑，增大了自由体积。
膜厚25～100μm 透水率90～1150g/(cm2·d) ×10-5
膜厚70～150μm 透水率33～653 g/(cm2·d) ×10-6
所以重防腐蚀涂料都是厚膜型。对于完整无缺 陷小孔的漆膜，水是通过漆膜的自由体积的空穴 在膜内穿行，但是实际的漆膜难免有小孔，这种 微观的缺陷比自由体积的空穴大，使水、氧、离 子容易透入。若是多道涂装，漆膜厚达400μm， 缺陷小孔不会延伸到底板，则渗透必须通过自由 体积的空穴，阻缓了渗透和腐蚀。
介质渗透涂层接触到金属表面下就会 形成膜下的电化学腐蚀。在涂料中使用活 性比铁高的金属做填料，如锌等，会起到 牺牲阳极的保护作用，而且锌的腐蚀产物 是盐基性的氯化锌、碳酸锌，它填满膜的 空隙，使膜致密，而使腐蚀大大降低。
2涂料及其组成
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涂料概念
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涂料组成
电化学保护作用
2.1涂料概念
涂料是 一种有机高分子胶体的混合 物或粉末，涂装在物体表面上，能形成附 着坚牢的涂膜。
3.2涂层起泡
涂层起泡
1、吸水肿胀 2、气体起泡 3、渗透压 4、电渗透 5、划伤处起泡
3.2.1吸水肿胀
漆膜在浸水或凝露、高湿度环境下，会吸 水膨胀使体积增大时，如产生的应力大于附着 力，则会起泡。
3.2.2气体起泡
由气体积聚而产生起泡，主要是由于生成 氢气。若涂漆的钢板浸于酸性介质中，氢离子 若透过毛细孔的损处则在阴极产生氢气：
3.1.2透氧性
通常自然环境下，氧是金属腐蚀阴极去极 化剂：
4e+O2+2H2O = 4OH为了维持涂层下金属腐蚀的进行，阴极部 位必须有足够的氧透过漆膜。 漆膜的透氧率决定控制腐蚀的速度。
附：在电解过程中，由于金属离子的浓度愈来愈小，因此阴极愈来愈负，同样，阳极 电位愈来愈正。为了保持阴极电位不致负到有还原反应或阳极有氧化反应产生所加的 试剂，称为“去极化剂”。它在阴极上优先被还原，或者在阳极上优先被氧化，以稳 定电极电位。如在电解硫酸铜溶液时，为防止阴极上放出氢气，常加硝酸或硝酸铵等 试剂，称为“阴极去极化剂”。如在盐酸溶液中电解铜时，为防止在阳极上产生氯气 ，常加入盐酸羟胺或硫酸肼等试剂，称为“阳极去极化剂”。
3.1.6颜料的影响
漆膜所含颜料若水溶性较高（如锌黄）， 则漆膜浸水后会因渗透压而吸水。大多数颜料 、填料基本上不溶于水，水和氧不能透过颜料 颗粒本身。
片状颜料，如铝粉、云母粉、云母氧化铁 、玻璃鳞片、不锈钢鳞片，在漆膜中常能与底 板呈平行取向排列，互相交叠覆盖。水、氧、 离子不能透过鳞片，只能绕道渗透，延长了渗 透路线，起迷宫效应。
2.2涂料组成
主要成膜物质
包括：1、油料：干性油和半干性油 2、树脂：天然树脂和人造树脂
次要成膜 物质
系指颜料：着色颜料、防锈颜料和体质颜料
辅助材料
1、稀料：溶剂、稀释剂、助溶剂 2、其它：催干剂、乳化剂、润湿剂、消泡剂等
3涂层的防腐蚀性
1、涂层的透过性 2、涂层的起泡 3、层间附着力 4、成膜温度 5、丝状腐蚀
3.1.3透离子性
在电化学腐蚀过程中必须有离子参加反应 。涂层的电阻可阻挡离子的通过而阻缓了腐蚀 。
离子透过漆膜比水和氧透过漆膜氧缓慢得 多，因而阻缓了腐蚀。
大多数漆膜浸水后，其所含羧基离解，使 漆膜带负电，因而会选择性地吸引阳离子透入 漆膜。
一般漆膜透入阳离子，而透入阴离子的量 极微，即对配方正常的漆膜一般阴离子（如 Cl-）不易透入。
L/O/G/O
涂装工艺
涂装工艺
第一部分 涂料 第二部分 涂装工艺
第一部分 涂 料
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涂料的作用和防护原理
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涂料及其组成
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涂层的防腐蚀性
1涂料的作用和防护原理
保护作用 装饰作用
涂料的 作用
标志作用 特殊作用
1.1涂层的防护原理
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屏蔽作用
缓蚀作用
电化学保 护作用
1.1.1屏蔽作用
金属表面涂覆涂料经干燥获得涂层以 后，就把金属表面和环境隔开，这种保护 作用称为屏蔽作用。
为了提高涂层的抗渗透性，防腐蚀涂 料选用透气性小的成膜物质和屏蔽性大的 固体填料，同时应增加涂覆层数，以使涂 层达到一定厚度而致密无孔。
1.1.2缓蚀作用
借助填料的内部组分（如红丹、锌铬 黄等具有阻蚀性的颜料）与金属反应，使 金属表面钝化或生成保护的物质以提高涂 层的保护作用。
1.1.3电化学保护作用
3.1.6颜料的影响
但采用某些片状颜料，如云母粉、玻璃鳞 片等硅酸盐填料时，虽然它们是片状颜料，但 其表面极性大，对水亲和力强，其漆膜浸水后 ，透入的水易沿鳞片和树脂之间的界面渗入， 漆膜的阻水性并不好。所以这些填料必须经表 面处理，降低亲水性，才能收到良好效果。
3.2涂层起泡
漆膜由于局部丧失附着力而从底材表面升 起呈圆顶状突起称为起泡。起泡通常是漆膜防 腐蚀能力不足的最先的外观表征，是对防腐蚀 涂料极为重要的课题。
3.1.5玻璃转化温度
漆膜是一种高聚物，具有玻璃转化温度Tg 。漆膜的Tg与其渗透性有关。当环境温度超 过Tg时，高聚物链节使自由体积空穴增大， 使腐蚀因子容易透过。
漆膜的Tg越高，则耐蚀性越好，所以一般 烘烤漆的耐蚀性比气干漆好；另一方面，漆膜 的Tg越高则透氧率越低。
附：玻璃转化温度是聚合物的特有属性，当环境温度高于Tg时聚合物成橡胶(塑)态， 柔软而有弹性；当环境温度低于Tg时聚合物成玻璃态，硬而缺乏弹性。