最近几十年里,中国经济迅速腾飞,运输网络和建筑项目大幅度扩张,采矿及金属和水泥生产等重工业高速发展。与此同时,现有工程结构的普遍老化,也在加剧着这些产业中的材料腐蚀问题。日前,据英国《自然》报道,2014年,腐蚀及其影响给中国带来3000亿美元的损失,占国家GDP的3%。而非金属填料在防腐工作中也是一员大将,它是如何来帮忙的呢?
一、材料腐蚀使中国每年损失数千亿美元
中国科学院海洋研究所侯保荣团队预计,中国一年的腐蚀损失高达2.1278万亿人民币(约3.1千亿美元),占国家GDP的3.34%。
有关专家表示,每年有1.15千亿美元(7.747千亿人民币)的腐蚀损失可以避免——这一结论是基于其他研究发现作出的,表示其实有15%—35%的腐蚀损失,可通过相应的缓蚀措施加以避免。
二、关于材料腐蚀
所谓材料腐蚀,主要是指材料受周围环境的作用而发生有害的化学变化、电化学变化或物理变化,进而失去其固有性能的过程。其中,较常见的是金属材料的腐蚀。金属界面上发生的反应会显著降低材料的强度、塑性、韧性等力学性能,缩短设备使用寿命,甚至造成事故。
据悉,关于腐蚀带来的直接和间接损失的评估显示,运输和电子是遭受打击最重的两个产业。
三、防腐涂料展神威
抑制材料腐蚀的最常用的方法就是涂层法,这种方法工艺简单、成本低。在工艺过程中防腐涂料的抗渗透性、对腐蚀介质的稳定性及其附着力等优异性能发挥了巨大作用。
防腐涂料应用范围非常广泛,在新兴海洋工程、现代交通运输、大型工业企业、能源工业及市政设施领域都有非常重要的作用。
据悉,全球防腐涂料市场规模2019年可达265.83亿美元,其中亚太地区是最大的防腐涂料市场,并且市场规模增长最快。我国防腐涂料2014-2018年均复合增长率在7%左右,2018年市场规模可达500亿元。
四、无机非金属填料在防腐涂料中的应用

1、碳酸钙或白土:
CaCO3是最常用的填料,作用在于控制涂料的光泽、防霉、稠度和降低成本。
2、滑石:
大多数滑石粉产品基本是纤维状或片状。纤维状滑石粉户外耐久性最好,但在涂料中流动性较差,涂膜平整度也不足。片状滑石粉能赋予涂料优异的可刷性、流平性、涂膜平整度和保光性,也能赋予涂料或油墨一种“润滑”性能。粒状滑石粉数量很少,但具有最好的粘附性和可磨性,这就表明其适用于可打磨的封闭漆或表层涂料。
3、高岭土、瓷土:
高岭土粒子形态绝大部分是薄片状,或六角形片状物,能增强涂膜机械力,能赋予涂膜柔软性。用于房屋涂料,抗粉化性比滑石粉更强;用于金属底漆,以提高其打磨性能。
在溶剂型涂料中,有些高岭土容易沉底结块,但经过煅烧和表面处理后即可克服。
高岭土亲水,是水性涂料用的良好的填料,它们在水性涂料中具有很好的悬浮性能,容易分散,且赋予涂膜良好的刷涂和流平性,通常与其它填料一起配用。
4、石膏:
色泽明亮,在涂料中分散良好,可用于一些有光涂料以及要求其特殊性能的其它类型产品中。
5、重晶石:
硫酸钡的主要用途是工业底漆,包括汽车底漆。因为吸油量低,密度大,粒状或球形结构,所以具有良好的填充性能,有助于光泽并具有良好的保光性。
6、二氧化硅、硅藻土:
实用的二氧化硅有三种不同类型:(1)将石英进行研磨和分级而制得的普通二氧化硅;(2)硅藻土;(3)合成二氧化硅
(1)石英型或结晶型二氧化硅:用途相当有限。分散困难,容易沉底结块、不耐磨,在辊磨或球磨中研磨时会严重变色、是木器填充剂中所用的主要填料。具有良好的综合性能,吸油量低导致收缩性也低,与基料不起反应,涂膜粗糙度良好。
(2)硅藻土或无定形二氧化硅:由于消光效果好,用途很广。表观密度低,吸油量高,加上不规则的结构,这些综合因素使其产生很高的消光效应、增稠能力和良好的悬浮性能。硅藻土广泛地应用于内用平光墙面涂料。由于孔隙多,质地脆,所以对平光墙面涂料的去污和耐擦洗性能有负面影响,但比其它多数填料在磨擦和洗涤之后更能增亮光泽。
(3)合成二氧化硅:这也是一种无定形二氧化硅,消光能力很强,适用于硝基喷漆、清漆和磁漆以降低光泽。
7、云母:
云母具有独特的片状结构,可增强涂膜的机械力,增加水份或湿气渗透过涂膜所必须通过的路径的长度。在油性房屋用漆中加入少量云母粉可防止产生裂纹;在墙用乳胶漆中也具有防裂和改进洗刷性功能。云母粉在涂料中的用量比例一般很低,只有颜填料总量的5%。少量云母可作为一些美国联邦规格结构钢材底漆的一种特殊组分,能提高耐盐雾性和耐久性。在户外涂料中,云母可通过反映光线而赋予涂膜亮光。
8、硅灰石:
硅灰石具有针状结构,良好的亮度和很低的吸油量,适用于油性房屋涂料,平光或半光内用涂料和乳胶涂料。其pH约为9.9,在碱性条件下的乳胶漆中能起到缓冲作用。
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