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概述
调研大纲

根据市场调研发现,近年来,随着中国工业化进程的加速和基础设施建设的大规模推进,比如 “一带一路””倡议下众多重大项目的实施,对含锌防腐涂料的需求呈现出快速增长的态势,同时,环保法规的日益严格和技术创新的不断推动,也促使含锌防腐涂料行业朝着绿色、高性能、多功能的方向发展。

含锌防腐涂料是指以锌粉为主要防腐蚀颜料,配合有机或无机成膜物质、溶剂、助剂等组成的涂料产品,主要用于钢铁等金属表面的防护,以防止金属在各种环境下发生腐蚀。其核心防腐原理是利用锌的电化学特性。锌的标准电极电位为 - 0.76V,比钢铁的电极电位(约 - 0.44V)更负 。当含锌防腐涂料涂装在钢铁表面时,在有水和氧气存在的电解质环境中,锌和钢铁形成原电池。锌作为阳极,优先失去电子发生氧化反应,而钢铁作为阴极被保护,从而抑制了钢铁的腐蚀。此外,涂料中的成膜物质固化后在金属表面形成一层连续的保护膜,也起到物理屏蔽作用,阻止腐蚀介质如氧气、水、盐分等与金属直接接触,减缓腐蚀的发生。

一、主要类型​

环氧富锌涂料:以环氧树脂为成膜物质,加入大量锌粉制成。环氧树脂具有良好的附着力、柔韧性和耐化学腐蚀性,能与各种底材牢固结合,且对锌粉有较好的分散和包裹作用。环氧富锌涂料具有优异的附着力,可与钢铁表面形成较强的化学键合,有效抵抗外界环境对涂层的破坏;它的柔韧性好,能适应金属基材在一定范围内的变形而不发生开裂;在耐油性、耐碱性等方面表现出色,适用于石油化工、机械制造等行业的设备和钢结构防腐。不过,环氧富锌涂料的耐候性相对较差,在长期紫外线照射下,涂层容易粉化、失光,所以不太适合长期暴露在户外的环境。​

无机富锌涂料:分为水性无机富锌涂料和溶剂型无机富锌涂料,主要成膜物质为硅酸钾、硅酸钠等无机化合物。无机富锌涂料具有突出的耐高温性能,可承受较高温度,在一些高温工业环境如钢铁冶炼、电力锅炉等设备的防腐中发挥重要作用;其耐溶剂性和耐化学品性能优异,能抵抗多种有机溶剂和化学物质的侵蚀,适用于化工、制药等行业中接触强腐蚀性介质的设备;无机富锌涂料还具有良好的导静电性能,可用于对静电有严格要求的场所,如油罐、油库等。但它也存在缺点,如漆膜脆性较大,柔韧性不足,在受到外力冲击或基材变形时容易开裂;施工条件要求较为苛刻,对环境湿度、温度等因素较为敏感,固化过程需要一定的湿度条件来促进化学反应。​

冷喷锌涂料:由高纯度超细锌粉、有机树脂及助剂等组成,是一种单组分产品。冷喷锌涂料中锌粉纯度高,粒度细,通常在 3 - 6μm,使其能够紧密排列在金属表面,形成致密的保护膜,具有优异的防腐蚀性能;它的施工工艺简单,可在常温下进行喷涂、刷涂或辊涂等操作,对施工设备和环境要求相对较低,适用于大型钢结构、桥梁、船舶等不易进行热浸锌或热喷涂处理的物体表面防腐;冷喷锌涂料具有阴极保护和屏障式保护双重作用,既能通过锌的电化学作用保护钢铁基材,又能通过形成的涂层物理阻隔腐蚀介质。​

二、作用原理与优势​

1、防腐作用机制​

电化学保护:如前文所述,含锌防腐涂料中锌粉与钢铁基材形成原电池。在腐蚀环境中,锌粉作为阳极不断溶解,失去电子,电子通过电解质溶液流向钢铁阴极,使钢铁表面始终处于电子过剩的还原态,抑制了钢铁的阳极溶解过程,从而防止钢铁被腐蚀。随着锌粉的持续氧化,会生成一系列锌的腐蚀产物,如氧化锌、氢氧化锌、碱式碳酸锌等。这些产物逐渐堆积在锌粉表面和涂层孔隙中,形成一种致密的保护膜,进一步增大了腐蚀电池的电阻,减缓了锌的腐蚀速度,同时也增强了对钢铁的保护效果。​

物理屏蔽:涂料中的成膜物质在干燥固化后,会在金属表面形成一层连续、致密的薄膜,将金属与外界腐蚀介质隔绝开来。这层薄膜可以阻挡氧气、水、盐分、酸碱等腐蚀性物质直接接触金属表面,从而降低金属发生腐蚀的可能性。例如,在海洋环境中,含锌防腐涂料的物理屏蔽作用可以有效阻止海水中高浓度的盐分和氯离子侵蚀金属,延长金属结构的使用寿命。

2、性能优势​

卓越的防腐性能:含锌防腐涂料的电化学保护和物理屏蔽双重作用机制,使其具有比一般防腐涂料更优异的防腐性能。在恶劣的工业环境和海洋环境中,一般涂料可能在短时间内就会失效,导致金属腐蚀,而含锌防腐涂料能够长期有效地保护金属,减少维护和更换成本。根据相关实验数据,在盐雾试验条件下,普通防腐涂料可能在几百小时后就出现明显的锈蚀现象,而含锌防腐涂料可以耐受数千小时的盐雾腐蚀,仍能保持良好的防护效果。​

良好的耐久性:含锌防腐涂料形成的涂层具有较好的耐久性,能够在较长时间内保持其物理和化学性能的稳定。即使在受到一定程度的机械磨损、化学侵蚀或气候老化的情况下,涂层依然能够继续发挥防腐作用。这是因为锌粉的持续牺牲阳极保护作用,以及成膜物质本身的耐候性和稳定性,使得含锌防腐涂料在长期使用过程中不易出现严重的性能退化。​

适用范围广:含锌防腐涂料可以广泛应用于各种金属材料的防腐保护,包括钢铁、镀锌钢、铝合金等。无论是在大气环境、海洋环境、工业化工环境还是地下土壤环境中,都能根据不同的腐蚀特点和要求,选择合适类型的含锌防腐涂料进行防护。例如,在大气环境中,环氧富锌涂料可以满足一般钢结构的防腐需求;在海洋环境下,无机富锌涂料凭借其优异的耐盐雾和耐海水侵蚀性能,成为海洋平台、船舶等设施的首选防腐材料。

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