一些钢结构,可以追溯到数千年,仍处于良好状态,没有失去金属层,光泽,或他们的审美观。生产品质一流钢铁和保护金属的技术显然已经多年。
然而今天,由于经济方面,各种钢在许多应用领域,从管道用于桥梁、运输材料,海洋,等等。然而,由于严重的腐蚀条件下,这些金属部件受到许多关键风险如湿度、盐雾、酸/碱性化学烟雾、机械损伤和大气变化。188金宝搏bet官网环境由各种各样的材料,启动和促进腐蚀。188金宝搏bet官网严重的情况进一步加剧,导致损伤。下面的讨论涉及腐蚀理论和不同的技术可用今天对抗腐蚀。
腐蚀理论和概念
各种金属,如钢铁,是由特殊高温治疗。然而,这些金属在普通水环境中不稳定。金属会迅速影响,当接触到水,湿度、盐水、化学品和化学烟雾,然后用这些金属化学结合形成化合物,最后导致生锈,腐蚀或沾污的效果。
腐蚀的过程开始时金属表面接触。化学反应是伴随着电流的通过。这是一个电化学过程。腐蚀的过程被称为一个阳极反应过程,即metal-dissolving离子生成。下列因素主要是负责任的,对腐蚀过程的影响。
- 大气状况、环境周期;
- 太多的湿度,咸的条件;
- 大气化学烟雾;
- 氧的可用性;
- 金属成分和质量;
- 储存条件、方法;
- 氯离子渗透和联系;和
- 硫化硫酸内容和转换。
类型的腐蚀
第一步是建立阳极或阴极的网站。过程发生在阳极区与金属溶解的金属离子,这些离子转化为不溶性腐蚀产物,如生锈。在这个阶段金属破坏开始的过程。
点状腐蚀
的起始点蚀发生时,电化学或化学分解公开了一个当地的小网站在金属表面氯离子等有害物种。坑是一个电化学腐蚀电池的阳极,阴极的细胞是non-pitted金属表面。
缝隙腐蚀
金属表面的一部分是屏蔽,屏蔽部分限制了对周边环境的访问。
应力腐蚀开裂
产生裂缝局部腐蚀金属,强调被动的分解层上的金属表面。
Inter-Granular腐蚀
形成小晶体颗粒,从而削弱了金属表面。
均匀腐蚀
对所有表面腐蚀均匀传播。
电化学腐蚀
腐蚀负责当两种不同的金属表面在接触或使用的成分。
侵蚀腐蚀
侵蚀防护被动电影的腐蚀破坏的结果。腐蚀的速率越来越快在酣畅的表面和较慢的抑制表面由于预防接触空气,氧气和其他元素。
选择防腐蚀
过去阻止腐蚀的选择非常有限。今天,由于技术的发展和升级,一些解决方案应用于实践。以下是四个主要广泛应用的解决方案。
- 金属的成分。钢铁,进一步的修改是通过合并其他各种非腐蚀性金属——SS304 SS316是一些例子。然而,这是一个非常昂贵的提议,但可能需要根据使用性能期望。
- 塑料或聚合物熔融,沉积在金属或固定;例如各种管道、仪器、机械组件,以这种方式等是防止腐蚀。
- 牺牲外套/存款的应用,如镀锌,锌或锡涂层;这个过程是非常昂贵的。
- 障碍涂料——最被广泛接受和使用技术,即聚合物或防腐涂料是应用于任何形状或大小的金属表面切断corrosion-leading元素,从而形成一个封闭涂层。
各种防腐涂料
在过去,alkyd-based氧化铁引物,锌黄底漆和micacious氧化物涂层常用的防腐蚀。现在,传统的高固体含量的双组分环氧树脂漆或使用无溶剂环氧涂料。即使对于高性能需要使用玻璃鳞片环氧树脂涂层。环氧硅酸锌是今天最可接受的产品。有时聚氨酯和聚脲应用为特定的工作。然而所有这些系统都需要太多的表面处理,底漆,中间,和应用的面漆。复合厚度是非常高的,这需要很多的时间,劳动技能等最新的补救方案,是受欢迎的,特别是在美国,防腐涂料是基于稠化钙磺酸盐。这些涂料的特点是:
- 很少或不需要表面处理;
- 一个外套,没有任何底漆,中间应用程序;
- 从40 - 400微米膜厚度可以应用在一个单一的外套;
- 可焊性;
- 抵制削弱;和
- 非常高的耐蚀性。
比较的环氧mastic-coated面板,DFT 500微米,与稠化磺酸钙抑制剂和醇酸树脂改性,260微米DFT进行50个月曝光时间在新泽西(美国东海岸的网站)。环氧树脂涂层没有50个月后曝光,也没有影响小组基于sulfonate-modified醇酸钙的电影。
稠化磺酸钙的化学特性
稠化钙磺酸盐
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触变高碱性钙稠化磺酸盐生产通过一系列复杂的化学反应。生产过程的一些重要步骤细节图1 - 4所示。
磺化
苯磺酸反应首先是由一个醇酸化合物与三氧化硫,如图1所示。
中和和Over-Basing
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| 图2点击放大 |
然后转化为磺酸sulfonate-carbonate复杂反应通过中和磺酸和金属盐与过量的氢氧化钙和氧化钙组成高碱性复杂。碳酸盐形成在这个反应是无定形结构(图2)
碳酸盐岩修改
修改步骤转换小无定形碳酸钙粒子结构(平均9 nm)大粒径板状方解石晶体(平均200 - 250 nm)。这方解石结构,如图3所示,所有产品触变粘度特征。
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| 图3点击放大 |
磺酸盐复杂
碳酸钙粒子与磺酸盐复杂,不会定居在涂料配方(图4)。有竞争力的材料通常是由分散碳酸钙干,非常细孔粉、磺酸盐基,降低成本。188金宝搏bet官网这个外部添加碳酸不是化学结合的磺酸盐骨干,从悬架可以安定下来。
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| 图4点击放大 |
各种功能的产品
产品包含触变高碱性钙sulfonate-calcium碳酸盐岩复杂分散在溶剂油或油。这些材料表现188金宝搏bet官网出不同的功能,与高碱性稠化磺酸钙的化学结构:疏水性、极性和腐蚀抑制作用。这是说明了结构如图5所示。
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| 图5点击放大 |
疏水性
烷基基团的芳环脸衬底和排斥水分的入口。这些主要是饱和脂肪链是完全非极性,授予在复杂的极地一端的二元性和非极性在另一边。他们也使疏水化合物如蜡,氧化凡士林油,油和沥青Jalpon涂料配方中兼容。
极性
芳环和附加SO3组形成一个高度极地的实体,其结果与精湛的金属涂料润湿和水分位移特性。极地的磺酸盐/碳酸盐岩复杂连接金属基板和展示自己非凡的附着力即使涂层膜受损。很薄,不到1 mil-based涂料,可以提供1000小时的保护117年ASTM B盐雾测试。涂层的水分位移特性允许应用程序在不到最优条件。
腐蚀抑制作用
碳酸钙的部分复杂的功能主要是作为碱性储备。碳酸盐微溶于水和作为缓蚀剂缓冲金属表面的pH值。pH值大约10.0可以维持在涂层/金属界面,腐蚀过程的启动延迟。
耐腐蚀涂层
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碳酸钙粒子的大小和形状控制合成期间血小板结构形式。这些平面血小板形成一个障碍在空气中,水分,和二氧化碳达到金属表面,从而阻止电化学反应过程,从而防止腐蚀。触变稠化磺酸盐钙比常见的磺酸盐钙优越。稠化钙磺酸盐的特性和好处是表1所示。
在美国的表现
康复的高层桥梁、联邦高速公路管理局(供)研究了2000座桥梁总数200000桥梁在美国的条件是至关重要的。他们寻求帮助的高分子科学和各种实验室包括Turner-Fairbank公路研究中心(TFHRC) Powertech实验室。
测试是由Powertech实验室Inc .,萨里,不列颠哥伦比亚省,16涂层系统进行了测试。包括许多multi-coat系统,其中一些是单组分。广泛的实验室测试标准应用到每个涂层。
特别感兴趣的是耐久性试验进行年龄醇酸基板以及钢。的一个更有趣的测试环境/老化试验,“Envirotest”由KTA Tator,宾夕法尼亚州匹兹堡。
这个测试包括浸在盐水中,暴露于高温和湿度和紫外线照射。曝光的测试周期由60°C,使用4%的盐溶液和UVB灯。室提供交替暴露在各种环境下每2小时自行车420°。
磺酸钙(醇酸)系统是排名第一的两个四耐久性测试,包括Envirotest抨击钢铁、(SSPC-SP6)测试时间超过4400小时。
结论
防腐涂料基于稠化磺酸盐钙现在可以使用新的系统证明和使用在美国和其他发达国家的添加方便等优点应用伴随着高耐腐蚀。
博士Ninad Kondekar已经与各公司工作了38年,包括亚洲描绘印度;Pidilite产业;阿联酋国家涂料;和印度Apcotex。
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