浅谈酸性环境中涂料的应用

陈艳丽 黄 涛 王德龙 史 满 钱 攀 （ 武汉双虎工业涂料有限公司，430035）

0 引言
酸性腐蚀是工业中常见的腐蚀环境，其对底材的腐蚀较为严重，主要有析氢腐蚀和氧化腐蚀，而耐酸涂料可以很好地保护底材，延长底材的使用寿命，降低酸性环境下防腐工程的维修成本。因此，酸性环境中使用的涂料，其耐酸性是一个很重要的考虑因素。本文结合本公司现有产品情况，选择了4 类涂料产品进行耐酸性试验，并从其施工性及耐酸性方面进行对比分析。

1 实验部分
1.1 涂料试样的品种
实验所用的涂料试样均为实验室自制小样，制备过程中综合各种颜料的耐酸性及其易分散性，仅制备各类涂料的白色、灰色或铁红色样品，具体情况如下：
（1） 乙烯基酯涂料：此类涂料产品制备了白色品种，为白色乙烯基酯涂料、引发剂、促进剂组成的三组分涂料。
（2） 无溶剂环氧涂料：此类涂料产品制备了白色品种，为白色无溶剂环氧甲组分、耐酸性无溶剂环氧乙组分组成的双组分涂料。
（3） 环氧聚氨酯涂料：此类涂料产品制备了铁红色底漆、白色面漆品种，均为环氧甲组分、耐酸性环氧聚氨酯乙组分组成的双组分涂料。
（4） 改性丙烯酸聚氨酯涂料：此类涂料产品在常规丙烯酸聚氨酯涂料的基础上进行改性，制备了铁红色底漆、白色面漆品种，均为丙烯酸甲组分、耐酸性丙烯酸聚氨酯乙组分组成的双组分涂料。
1.2 涂层的制备
各类涂料均采用刷涂法，涂覆于电动工具打磨除锈过的钢棒（St 3 级）上，其中乙烯基酯涂料和无溶剂环氧涂料均刷涂2 道；环氧聚氨酯涂料和改性丙烯酸聚氨酯涂料底漆、面漆各刷涂2 道，每道涂料间隔24 h。
1.3 耐酸性试验
制备好复合涂层后，常温放置7 d 后，按浸泡法分别置于15wt% 硝酸溶液、18wt% 盐酸溶液、30wt%硫酸溶液中，进行耐酸性试验。

2 结果与讨论
2.1 耐酸性试验结果
各类涂料的耐酸性试验结果见表1。
表1 各类涂料的耐酸性试验结果

由表1 可见：乙烯基酯涂料在上述3 类酸性溶液中，除浸泡初期漆膜会有颜色变化、失光情况外，无任何起泡、脱落现象；无溶剂环氧涂料在上述3 类酸性溶液中，除浸泡初期漆膜会有颜色变化外，无任何失光、起泡、脱落现象；环氧聚氨酯涂料在15% 硝酸溶液中浸泡10 d 时出现鼓泡，并与底材剥离而导致底材腐蚀；在18%盐酸溶液中浸泡70 d 时出现鼓泡，并与底材剥离而导致底材腐蚀；在30% 硫酸中浸泡200 d 无变色、失光、起泡、脱落现象；改性丙烯酸聚氨酯涂料在15% 硝酸溶液中浸泡30 d 时，表面出现少量气泡、轻微失光，而底漆无损，当浸泡104 d 时，出现鼓泡而导致底材腐蚀；在18%盐酸溶液中浸泡30 d 时，出现极少量小针孔，但此小针孔未见继续增多或变大；在30% 硫酸溶液中浸泡200 d 无变色、失光、起泡、脱落现象。
2.2 应用环境分析
根据各类涂料的耐酸性试验结果，分析其具体的应用环境，以达到佳的性价比，如表2 所示。
表2 不同酸性环境下可以应用的涂料

2.3 施工性分析
本文所选的4 类涂料在施工性方面有很大差别，这将直接影响到工程的施工成本，应根据具体情况进行选择。对于以上4 类涂料，主要从以下两个方面对其施工性进行分析：
，配漆方面：乙烯基酯涂料为三组分涂料，而无溶剂环氧涂料、环氧聚氨酯涂料、改性丙烯酸聚氨酯涂料均为双组分涂料。
第二，涂料的适用期方面：乙烯基酯涂料为10~15 min，无溶剂环氧涂料为1 h 左右，环氧聚氨酯涂料及改性丙烯酸聚氨酯涂料为6 h 以上。
2.4 综合分析
综合4 类涂料的耐酸性及施工性，各有其优缺点，具体分析如下：
乙烯基酯涂料的耐酸性优良，特别适用于强氧化性的酸性溶液，但其施工适用期太短（仅10~15 min左右），需现配现用，用完再配，增加了劳动强度和施工成本，同时其在酸性环境中会有变色、失光的情况发生而导致其装饰性较差。无溶剂环氧涂料的耐酸性优良，特别适用于强氧化性的酸性溶液，其施工适用期较乙烯基酯涂料长，且适合采用无气喷涂进行大面积涂装，同时因其无溶剂而更环保。其不足之处是在酸性溶液中变色严重，而导致其装饰性差。虽然环氧聚氨酯涂料的耐酸性不及乙烯基酯涂料、无溶剂环氧涂料、改性丙烯酸聚氨酯涂料，但其在弱或无氧化性酸性溶液中的耐酸性优良，并且其施工适用期适中，同时因漆膜在酸性溶液中无变色、无失光而装饰性好。改性丙烯酸聚氨酯涂料的耐酸性不及乙烯基酯涂料、无溶剂环氧涂料，但其在中等氧化性的酸性溶液中无变色、无失光，且施工适用期适中，故在中等氧化性或更弱的酸性溶液中，选择此类涂料不仅具有很好的防腐性，而且具有很好的装饰性。

3 结语
对于较强的酸性腐蚀环境，如硝酸等强氧化性的酸性溶液，且对装饰性要求不高的环境，使用乙烯基酯涂料和无溶剂环氧涂料能起到很好的保护作用。对于相对较弱的酸性腐蚀环境，如盐酸、硫酸等相对较弱氧化性的酸性溶液，选择施工性好且耐酸性较好的环氧聚氨酯涂料和改性丙烯酸聚氨酯涂料，防护作用较好。
总之，酸性环境下使用的涂料，需结合实际中酸的种类、酸性强弱、氧化性强弱、该酸性溶液在物件表面的状态及施工条件，选择合适的、切实有效的耐酸性防腐蚀涂料，才能获得更大的经济效益。