1 涂料防腐原理

涂料防腐原理非常簡單，一般分為以下幾類：

第一類，屏蔽作用。

涂料在金屬表面形成一個屏蔽層，阻止外界環境與金屬表面的直接接觸。涂膜的作用類似于離子過濾器，可保證任何通過涂膜連續區到達金屬表面的水分在涂膜-金屬界面都要具有足夠高的阻抗，從而抑制陽極區和陰極區間的電流遷移。

第二類，阻絕氧氣。一定配方下的涂膜可以阻止足夠的氧氣到達金屬表面，從而阻礙了陰極反應的發生，起到防腐的作用。

第三類，阻止金屬向環境放電。通過涂膜的陰極保護，阻止金屬向環境放電來保護金屬底材。富鋅涂料就是這類防腐的典型，利用鋅離子向外放電，起到了抑制腐蝕的作用。

第四類，緩蝕技術。緩蝕涂層通過改變界面環境，使鋼鐵構件鈍化或緩蝕，從而控制腐蝕。涂料借助某些顏填料（多為金屬氧化物），改變防護金屬的表面性能，使其電極電位往正的方向移動，從而達到延緩腐蝕的目的。鉻酸鹽類涂料，就是這樣的防腐機理。鉻酸鹽微量溶解后，在金屬表面形成三價或者六價鉻的化合物，改變了底材的電極電位，使腐蝕變慢。很多涂料的配方，不是采用單一的技術來起到防腐作用，而是幾種方法協同作用起到防腐效果。例如，常見的紅丹、氯化橡膠，氯磺化聚乙烯涂料等，都是將阻抗、緩蝕、氧缺乏組合的綜合防腐效果。根據成膜物的不同，涂料的抗腐蝕能力也不相同。一般情況下，按以下順序遞增：油脂≤酚醛樹脂≤醇酸樹脂≤氯化橡膠系≤丙烯酸系≤聚氨酯系≤丙烯酸有機硅≤氟樹脂類。

2 鋼結構常用的防腐涂料

2.1 富鋅涂料常用的富鋅涂料包括環氧富鋅涂料、無機富鋅涂料、水性富鋅涂料等。富鋅涂料是通過鋅粉與鋼鐵基材表面直接接觸，形成很強的化學鍵結合。當水分滲入涂膜時，就會形成一個由鋅粉和鋼鐵基材組成的電池，因鋅的電化學活性（標準電極電位為-0.763 V）較鐵（-0.449V）活潑，電流由鋅流向鐵，使鋼鐵受到陰極保護。在各類富鋅涂料中，水性無機富鋅涂料的防腐性最佳，它在海洋大氣條件下的使用壽命至少為25 a，且不含有機溶劑，具有很強的環保性，是很有前途的一類涂料產品。

2.2 氯化橡膠及其改性樹脂類涂料氯化橡膠分子結構飽和，無活性化學基團，可以在鋼結構表面形成惰性結構，阻止氧化反應的發生，對酸、堿有一定的防腐性，水蒸氣滲透性低，耐候性好。氯化橡膠涂料作為最早采用的防腐涂料，一直都是艦船、水下設施、鋼結構設備防腐的重要材料之一。然而，傳統的制造工藝，使得氯化橡膠涂料中含有大量的含氯烴溶劑，因此，對大氣和環境造成了一定的污染。近年來，利用改性樹脂來取代傳統意義上的氯化橡膠已成為趨勢，發展迅速，且施工工藝簡單，快干，已經廣泛用于貯罐、橋梁、大型鋼構設備等，高氯化聚乙烯涂料就是典型代表。

2.3 有機硅類防腐涂料有機硅樹脂具有高度交聯的網狀結構，Si—O鍵能很高（459 kJ/mol）［4］，無不飽和雙鍵，不易被紫外光和臭氧所分解破壞，即使暴露在室外或高濃度的臭氧環境中也不至于發生氧化、粉化、龜裂等現象，具有突出的耐候性，防腐能力高。此外，有機硅樹脂的熱穩定性也很高，具有良好的耐高低溫性，應用于各類鋼結構的耐高溫和防火涂料。有機硅樹脂的耐各類化學品性也非常優良，在各種特殊的防腐條件中，已得到了廣泛的應用。近幾年，改性有機硅樹脂的發展，也使得這類涂料更加得到了認可，應用范圍不斷擴大。

2.4 氟碳涂料C—F鍵的鍵長極短，化學鍵能極高（460.2 kJ/mol），而且極化率低，這從化學結構上決定了以它改性的高聚物樹脂的一系列高性能。因氟原子的電負性極大，產生獨特的極性，氟原子在整個分子外圍形成靜電屏蔽，排斥其它極性分子的接近，這使得氟碳涂層具有不易沾污、摩擦系數低、斥水性、斥油性、電氣絕緣性等特殊性能。氟碳涂料具有超常的耐氣候老化性，優良的防沾污性，良好的物理機械性能（附著力、抗沖擊性、硬度、柔韌性），優異的耐酸、堿、鹽等耐化學介質腐蝕性，卓越的耐洗刷性（抗沖刷20 000次以上），是迄今為止綜合性能最佳的涂料，廣泛用于各種戶外鋼結構，如風電葉片、造粒塔、酸堿生產廠房的建筑鋼構件，貯油罐等。它具有非常大的市場前景，是目前最被看好的涂料之一。

3 防腐涂料的涂裝所謂“三分涂料，七分涂裝”，防腐涂料的涂裝是使其發揮防腐性能的有力保障。防腐涂料的涂裝分兩步完成 ：第一步，前處理。重防腐涂料的涂裝需要進行表面前處理。涂裝底漆前，表面處理等級通常為清潔度Sa 2.5~Sa 3.0級；相對粗糙度25~70 μm。表面處理通常采用噴砂、噴丸等噴射除銹方式，局部小面積區域可機械除銹至St 3級。特殊情況下，如水性無機富鋅涂料的表面處理等級要求更高，有時要求清潔度必須達到金屬噴涂的表面處理等級。第二步，施涂。之前，多是手工刷涂，采用手工刷涂方式進行底漆、中間漆、面漆的施涂，不僅耗時、耗力，而且涂膜厚度也不好把握，大面積施工會受到局限。隨著科技的發展，高壓無氣噴涂工藝逐漸成熟，并逐漸被國內外廣泛采用。其工作原理是將涂料增壓到210 kg/cm2，通過噴嘴把涂料霧化成細小的微粒，直接噴射到被涂物表面。與一般的空氣噴涂方式相比，高壓無氣噴涂具有效率高、涂料損失小、涂膜成膜厚、遮蓋率高、附著力強等特點，很好地適應了橋梁鋼結構防腐的大面積涂裝。

4 結論與展望大型鋼結構長期處于海洋大氣、工業大氣腐蝕環境下，若要長期使用，而不進行大面積維修，長效防護涂層是目前最佳的選擇，使用壽命可達20~30 a，維修費用少，經濟效益明顯。鋼結構防腐是越來越受關注的課題，涂料防腐也是目前采用最為廣泛的方法之一。

鋼結構防腐涂料發展趨勢：遵循環境友好方針，進行無公害或低公害防腐蝕涂料的開發與應用 ；降低防腐涂料的使用成本，開發適用于不同地域、不同環境的高性能多用途防腐涂料 ；降低涂料對于鋼結構表面粗糙度和清潔度的要求，開發低處理表面用防腐底漆 ；解決不同涂料之間的配套問題等。多種涂料的合理配用，采用合理的涂裝工藝進行科學涂裝，是保證防腐涂料發揮最佳作用的重要前提。---摘自鋼結構防腐