注册 登录
联众涂料论坛 返回首页

wyj7506的个人空间 http://home.coatu.com/?1205 [收藏] [复制] [分享] [RSS]

日志

涂料防腐蚀模型

热度 8已有 613 次阅读2009-11-14 09:34 |个人分类:胡思乱想|

1.涂料防腐蚀防的是什么?腐蚀种类,涂料的防护途径
2.最理想的漆膜状态:基料在基材表面的微观空间构型:尽可能致密耐腐蚀的有机原子网络,理想的杂质阻隔,反应性物质的阻隔,影响腐蚀的光热的阻隔,理想的电化学及化学性能
3.实际的漆膜状态:化学键种类,键能,键长的变化,空间位阻,颜填料,助剂等的添加物的影响
4.涂膜中的空隙及其对防护性能的影响:填料本身间隙,树脂及树脂之间空间构像或排列导致的空隙,树脂和颜填料间的间隙,高分子自由体积
5. 影响间隙的因素:温度,树脂玻璃化温度,树脂结构,树脂结晶度,增塑剂,树脂复配时的相容性与相分离,填料形状及分布与堆积,填料大小,填料润湿分散,填 料表面处理,比如偶联剂处理;各种物理化学变化造成的降解,冷热循环导致的相分离,低分子物的增塑与腐蚀,涂层与基材及相互之间产生的应力的影响等等
6.透气透水的影响因素及其对漆膜的影响,扩散与渗透规律
7.金属基材的电化学与化学反应及其影响因素,基材杂质,含碳量,导电性,表层处理,环境因素,反应条件与速率,
————————————————————————————————————
1.腐蚀是材料或其性能在环境的作用下引起的破坏或变质。从原理上讲可分为物理腐蚀,化学腐蚀,电化学腐蚀,光学腐蚀等。物理腐蚀很显然是冷热等机械方面的腐蚀,冷热交替导致。化学腐蚀,很好理解,就是外界环境中的物质和被保护材料发生化学反应而引起的破坏和变质,包括发生酸碱反应等;电化学腐蚀:由于外界条件引起被保护材料发生电化学反应而引起材料的破坏;光学腐蚀:材料受到光特别是紫外光而导致的破坏。
涂料防腐蚀:通过特定组成与配比的涂料在被保护材料表面形成保护膜,在一定程度上阻止或减缓大气或环境中的物质对被保护材料的化学浸蚀;当材料发生电化学反应时通过牺牲外加的防锈材料的优先反应而保护基层;通过对紫外光等的吸收与反射,减缓了对底层的破坏;至于对冷热腐蚀的防护,目前主要应用局限在内外墙保温系统中和一些化工容器的外隔热反射保温体系。
2.理想的漆膜状态:先从功能方面讲:这里撇开漆膜的装饰作用外,当然,理想点的话,装饰作用也是无可挑剔的,主要从漆膜的保护作用的角度来看这个问题。物理腐蚀防护方面:漆膜必须保证最佳的附着力,理想的膨胀系数,最好是和底材完全一致,在冷热变化中不会轻易失去保护作用,当然如果具有温控能力的最理想;化学防腐方面,既可以将一切来自环境的可以与被保护材料反应的物质尽可能持久的拒于漆膜外,又可以在一旦外界腐蚀性物质进入漆膜,接近被保护材料时便与其反应掉,取消或最大程度降低其腐蚀性;电化学方面,本身要么可以完全阻止外界杂质与基材形成电化学腐蚀,要么通过自身所含物质在一旦发生电化学腐蚀时,通过牺牲自身而保护好基层/被保护物;光学腐蚀方面,既要自身有极其强的耐紫外线等光学腐蚀,同时又能将这种腐蚀阻止掉,以保护要保护的材料。
从漆膜微观结构看:基料中的化学键具有很高的键能和化学惰性,键长越短越好,但同时结构又有足够的柔韧性;同时通过和一些防腐蚀颜填料的搭配组合,达到最大程度的对外界腐蚀介质的阻隔,或者说基料和颜填料结合相当紧密,基料填补了填料的所有空隙,而颜填料又填补了基料之间的一些空隙,既要足够细微可以填补小的空隙,又有适当的形状,可以耐住更长的腐蚀时间,可以最大程度的延长进入漆膜的杂质与被保护材料的接触历程,同时其电化学性能及要有足够的活泼性,可以优先和反应性杂质反应又不致反应太快而很快被消耗掉,同时不能产生气体,体积变化,这样对漆膜会产生破坏。
联系到现有的技术,可以设想的一种基料:主链结构为氟碳,侧链有适当数量良好的润湿性基团(比如一些羧基,或胺结构等等,相比之下,羧基可能会形成酯基,不耐水解,胺反应后变成叔胺,但是对亲水性有一定影响,这可以通过交联密度及其所加防锈颜填料来弥补,但是胺类对颜料的润湿是有选择性的),同时可以参与反应,而反应后的官能基是很惰性的,这样既不影响颜料的应用,同时通过成键形成紧密的分子结构,而此结构由具有足够的化学惰性,对外界的杂质既有强的物理阻挡作用,又不会与其反应。体系中双键少一些,可以尽量降低漆膜收缩,分子中有足够的交联官能基,保证漆膜的致密性,体系中有适量的刚性官能基,调整漆膜硬度,分子链中不含对光敏感官能基,比如和苯环相连的醚键,不含对热敏感的结构,以免得受热分解等等。
3.实际的漆膜:实际的漆膜不可能像上面说的那么理想,如果碳碳键连接的很理想,那会形成金刚石结构;即便是聚丙烯或聚乙烯,分子量太高的,结晶度太高,不好溶解,无法用作涂膜,即便是通过特殊的工艺可以制成涂膜,但是还要考虑颜填料的添加,对颜填料的润湿性也是要考虑的,那么结构又得变化,而分子量低一些的,又太不耐溶剂,通常被用作手感蜡,达不到实用;目前就键能方面来讲,理想的可以用做涂料基料的是氟碳树脂,但是氟含量也是有限制的,全是氟碳结构时溶解和润湿成问题,还有就是交联问题,热塑性的漆膜收缩较为厉害,耐溶剂和化学品渗透性要差;分子中通常总含有一定的支链以调节溶解性能和柔韧性。总之,化学键不可能都是高键能的,分子中常见的含有醚键,酯键,苯环,胺基,酰胺结构等,键长和键能会变化,另外填料必不可少,填料之间存在空隙,填料与树脂结合距离不可能全是化学结合,填料分开了分子链,大部分配方中会加入一定量的助剂,这些助剂因不同的结构而对漆膜产生不同的影响。
从实用的角度看,可以通过一定的复配,调节漆膜厚度,调节颜料品种和添加比例以满足实际需要为目标。当然,知道了理想的分子结构,可以朝着这个方向设计分子结构,选择和合成相应的单体或中间体。

反对
1

赞同
7

路过

刚表态过的朋友 (8 人)

评论 (0 个评论)

facelist doodle 涂鸦板

您需要登录后才可以评论 登录 | 注册

QQ|联系我们|Archiver|手机版|小黑屋|联众涂料网 ( 沪ICP备11020344号-1 )

GMT+8, 2024-3-29 15:37 , Processed in 0.037180 second(s), 21 queries .

Powered by Discuz! X3.1

© 2001-2013 Comsenz Inc.

返回顶部