防锈涂料及其分类原则及注意事项

防锈涂料又称防锈漆，主要用作底漆，所以又叫作防锈底漆。防锈涂料是涂层的基础，兼有增强面漆（或中间漆）与基体间的附着力和防锈（防腐蚀）的作用。为了便于区分和分类，把传统的防锈涂料称为普通防锈涂料，而把具有比较新的防锈原理并带有其他功能的防锈涂料称为特种防锈涂料。

1.普通防锈涂料

普通防锈漆已在实践中得到了广泛的应用，品种繁多，现对一些常用的防锈漆作简单的介绍。

（1）铁红防锈漆　铁红防锈漆以物理填充和屏蔽作用保护底材不受侵蚀，防锈能力中等，遮盖力强，施工性好，涂膜对日光、水、大气比较稳定，有一定的耐热性，用途广泛，价格低廉，在五金产品、机床、电机、农机、管道和一般结构件上大量采用，可以说是应用量最大的防腐蚀涂料品种，常用的铁红防锈漆见表3-7。

表3-7　常用的铁红防锈漆

（2）云母氧化铁防锈漆　云母氧化铁防锈漆具有良好的屏蔽性、耐久性、耐磨性和防渗透性，其防渗透性远高于铁红防锈漆，对酸、碱等腐蚀介质性能稳定，耐水性好，对紫外线有一定的反射能力，已广泛用于桥梁、输电铁塔、油罐、槽车及工程机械的防锈。常用的云母氧化铁防锈漆见表3-8。

（3）铝粉防锈漆　铝粉防锈漆具有良好的屏蔽底材和反射紫外线及可见光的作用。常用的铝粉防锈漆见表3-9。

表3-8　常用的云母氧化铁防锈漆

表3-9　常用的铝粉防锈漆

（4）红丹防锈漆　红丹防锈漆的漆膜坚韧，防锈能力持久，防锈效果好，适用面广，适用于大型钢结构及重要工程上，是防锈漆中的古老品种。红丹防锈漆的不足之处是含铅量高，毒性大，已渐趋淘汰之势。常见的红丹防锈漆见表3-10。

表3-10　常见的红丹防锈漆

（续）

红丹防锈漆不耐晒，空气中的二氧化碳能降低其防锈性能，已涂红丹防锈底漆的工件应及时涂面漆。在涂红丹防锈漆的部位不宜进行焊接和切割作业，以免铅中毒。

（5）碱式硫酸铅防锈漆　碱式硫酸铅防锈漆由于组分中含有碱式硫酸铅（PbO·2PbSO₄），会与油性漆料生成铅皂，具有缓蚀和一定的屏蔽作用，一般作为水下钢结构防锈底漆用。主要品种是碱式硫酸铅氯化橡胶防锈漆。

（6）碱式硅酸铅防锈漆　碱式硅酸铅防锈漆含铅量低，毒性小，耐盐水性和耐候性优于红丹防锈漆，是红丹防锈漆的替代产品。主要用于船舶、桥梁、大型钢结构、汽车和家用机械方面。常用的品种有碱式硅酸铅醇酸防锈漆和环氧防锈漆。

铅系颜料防锈漆是以牺牲环境和消耗贵重金属为代价的，随着环境保护日益受到重视及自然资源日渐紧缺，现在一般不推荐使用，应逐步缩小此类防锈漆的使用范围。

（7）铬酸盐类防锈漆　铬酸盐类防锈漆的防锈机理是使钢铁的阳极区有自钝化作用，与物理防锈颜料配合有防锈增效效果。铬酸盐可与多种基料树脂配套制漆，用于钢铁和大部分有色金属的防锈保护。因存在铬的毒性问题，在应用施工及清理旧漆膜时应重视劳动保护。主要品种有锌铬黄防锈漆（如环氧酯类、氯化橡胶类、醇酸类和纯酚醛类）和锌黄、锶黄挥发干燥型防锈漆。常用的铬酸盐类防锈漆见表3-11。

表3-11　常用的铬酸盐类防锈漆

（8）钼酸盐防锈漆　钼酸盐防锈漆基本无毒，防锈原理是依靠在水中解离出的钼酸根离子的钝化作用，效果相当于红丹。

（9）磷酸盐防锈漆　磷酸盐防锈漆是一种出现较晚的产品，但迅速得到应用，它无毒，具有优良的磷化防锈作用。主要类型有：①磷酸锌防锈漆，如醇酸类和环氧酯类；②改性三聚磷酸铝防锈漆，如酚醛类、环氧类、聚氯烯烃类和丙烯酸类。磷酸盐防锈漆具有无毒、防锈能力强、干燥快、附着力好的特点，主要用于轻金属表面作防锈打底用，比同类型的红丹漆和锌黄漆的防锈性能好。施工以刷涂为主，也可采用喷涂的方法。一般以涂两道为宜，待第二道漆膜干后再涂面漆。可用二甲苯或X-6醇酸漆稀释剂调节施工所需的黏度。

（10）偏硼酸钡防锈漆　偏硼酸钡防锈漆的防锈性能一般，主要用于金属制品和钢结构防锈，不宜用于水下设施和经常积水的部位。常用的偏硼酸钡防锈漆见表3-12。

表3-12　常用的偏硼酸钡防锈漆

现将常用的普通防锈漆的性能归纳于表3-13中。

表3-13　普通防锈漆的性能

2.特种防锈涂料

（1）磷化底漆　磷化底漆或洗涤底漆首先在美国问世。磷化底漆的开发成功是涂料工艺的一大进步。磷化是涂装前处理黑色金属表面最完善的工艺之一，但化学磷化处理时必须拥有整套大型设备和特殊处理，对于室外大型构件如桥梁、船舶、铁塔等设施无法进行，而使用磷化底漆却可以如普通涂料一样，直接涂刷即可达到相同的磷化处理效果。同时，对于海洋性气候甚至在海水下浸泡达2～3年仍能表现出卓越的耐蚀性。

磷化底漆中含有磷酸，对金属基材有轻微的侵蚀作用。突出优点是具有优良的附着力，能阻止膜下锈蚀的蔓延，广泛用于钢铁及有色金属（铝、锌、锡、镁和不锈钢等）结构和设施的增强防锈，尤其在海洋和湿热地区的钢结构、桥梁、港口设备方面；缺点是不适宜涂装铬钒钢、铬钨钢及含铜钢。

磷化底漆应用于浸过酸的钢板效果不好，因为浸酸后残留的盐会引起漆膜鼓泡，但磷化底漆涂覆于经磷化处理的钢板效果良好。

基材涂装磷化底漆后，应与其他防锈漆配套使用才能满足良好的防锈效果。一般磷化底漆一经涂覆，最好及时涂以其他配套底漆，室内最长不超过5～6个月，户外不能超过1周。

磷化底漆由聚乙烯醇缩丁醛树脂、铬酸盐颜料、填料和乙醇/丁醇混合溶剂制成“组分一”，使用时按比例加入“组分二”磷化液。磷化底漆主要作为有色或黑色金属底材的表面处理底漆以代替化学磷化处理，增加有机涂层和金属表面的附着力，防止锈蚀，增加涂层的使用寿命。

在聚乙烯醇缩丁醛树脂分子结构中有很多极性基团，因此是一种附着力很强的合成树脂。另外，磷防锈底漆可达到漆膜的屏蔽作用，即漆膜的抗渗透性。优良的防腐涂料应能阻止或抑制水、氧及离子的透过。而聚乙烯醇缩丁醛树脂的湿气扩散系数极小，有利于作为防锈漆的基料。铬酸盐颜料是一种广泛应用的防锈颜料，其主要防锈作用是依靠其对水的一定溶解度，解离出的CrO²₄^-对铁进行阳极钝化。同时Cr⁶⁺在阳极区的一系列还原作用有助于消除在阴极反应中产生的过氧化氢，本身和铁形成稳定的铁铬复合氧化物[Fe（OH）2·2（CrOOH）]。

由于磷化底漆中含有致癌物质Cr⁶⁺，因此应用受到限制，现逐渐被不含铬的新型磷化底漆所代替。

（2）富锌底漆　含有大量锌粉的底漆称为富锌底漆。其漆膜中锌粉互相接触并与钢铁接触而导电，在腐蚀环境中，锌粉因电位较负而成为牺牲阳极被腐蚀掉，而对钢铁起阴极保护作用，富锌底漆是重防腐涂料的主要品种。

富锌底漆主要用于一些大型工程，如跨海大桥、穿越河底的输油和输气管道、海洋采油平台及港口码头设施等。富锌底漆根据黏结剂来划分，可以分为两大类型：无机型和有机型。无机型粘结剂以硅酸盐为主，耐蚀性好，但施工性能不如有机型好，对底材的表面处理要求严格；有机型粘结剂以环氧树脂居多，防锈性能比无机型稍差，但施工性能好，对底材表面处理质量的容忍度大。富锌底漆的分类及评价见表3-14。

表3-14　富锌底漆的分类和评价

1）无机富锌底漆。水溶性后固化无机富锌底漆是富锌底漆的早期产品，耐蚀性好，无毒，不燃烧，但施工稍复杂。基料为碱性水玻璃，加入大量锌粉。涂布干燥后，漆膜上喷H₃PO₄溶液或MgCl₂溶液使漆膜固化。不宜在阴冷高湿条件下施工。

水溶性自固化无机富锌底漆以硅酸钠和部分硅酸锂的混合物为粘结剂，以锌粉和少量红丹混合物为颜料。涂膜能自行固化，耐蚀性稍次于水溶性后固化无机富锌底漆。缺点是干燥速度慢，厚涂层的底层干燥不彻底，因而涂面漆时，易产生皱纹或裂纹。

溶剂型醇溶性自固化富锌底漆以预先部分水解缩聚的正硅酸乙酯为粘结剂，配合锌粉涂覆于金属表面后，正硅酸乙酯进一步水解缩聚，并与锌和铁反应成膜。此底漆的特点是不受湿度的影响，干燥迅速，是应用最广泛的一个品种。该底漆为三组分包装，使用前按比例混合。此类漆中含有大量的乙醇溶剂，使用时应注意安全，施工地应保持足够的湿度以保证充分固化。

2）有机富锌底漆。有机富锌底漆是以高分子化合物为粘结剂，锌粉为颜料，配合溶剂和助剂组成。与无机富锌底漆相比，有机型力学性能好、容易施工且能厚涂、与面漆的配套性好，但防腐蚀性、导电性、耐热性及耐溶剂性不如无机型。其中聚酰胺固化环氧富锌底漆是有机富锌底漆中应用最广的品种，分三个组分包装，使用前按比例配合。环氧酯富锌底漆为双组分包装，主要用作水利设施钢结构、洗车底盘等打底用，与耐候性良好的醇酸外用磁漆配套。氯化橡胶富锌底漆为双组分包装，现用现配，适宜海洋地区钢结构大面积涂装，干燥迅速，耐候性好。

（3）锈面涂料　锈面涂料是指允许在未充分除锈清理的钢铁表面上涂刷的底漆，主要作用是把活性的锈“惰性化”，使其呈稳定状态，并能很好地附着在钢铁表面上，起到一般的防锈底漆作用。

对于一些大型工程如桥梁、船舶、海洋采油设施、石油化工装备等，从钢材到加工成组装件的周期很长，生锈是不可避免的，即使采用预涂底漆，在加工作业、运输及存放过程中，漆膜也会被损坏并重新生锈，在现场进行表面处理是十分困难的。另外，更多情况是大量的已建工程日久腐蚀，在维修和重新涂装过程中，锈迹不可能全部清除。锈面涂料就是为适应这种情况而开发的。

国外的锈面涂料开发始于20世纪50年代，并于60年代得到应用，后来锈面涂料引进其他防腐蚀技术，推出许多新的品种。

我国于20世纪60年代初期开始研究锈面涂料，当时称为带锈涂料或带锈漆，在技术和性能上属于中低档水平。近年来随着涂料工业的技术进步和市场需要，对锈面涂料在理论上有了较为系统的研究，开发出了一些新品种，应用领域不断扩大。

为了适应不同锈面而配制的锈面涂料多达上百种，通常人们依据锈面涂料对锈层的作用方式大致可分为三种类型，即渗透型、转化型和稳定型。

1）渗透型锈面涂料，又称为浸渍型锈面涂料，由含油树脂或熟油、防锈颜料等组成。主要作用原理依靠漆料的渗透作用将锈润湿、分隔、包围，同时具有防锈漆的化学保护作用。如干性油类涂料能够渗透入锈层中将锈包封，阻隔水和氧的透入而防蚀。

渗透型锈面涂料用于锈面上，锈面要经手工除锈。若锈面残留可溶性盐，则应用压力水冲洗，水中应含有螯合剂。一般认为最好的渗透型锈面涂料为环氧/酮亚胺体系。

2）转化型锈面涂料，又称为反应型锈面涂料，是用能与铁锈发生反应的化合物把铁锈转化成无害的或具有一定保护作用的络合物或螯合物，由成膜物质予以固定而形成保护涂层。如果其中不含成膜物质，就称其为表面处理剂或锈蚀转化剂。

转化型锈面涂料适用于锈层均匀、无氧化皮及片状厚锈的钢铁表面，转化速度较快，应及时涂上防锈漆或面漆。锈的厚度及其均匀性与转化液之间的数量关系对表面转化质量的影响很大。锈蚀严重处可能转化得不彻底，使表面仍有残锈，而腐蚀较薄处由于酸性的转化液太多，反应会加重腐蚀，因此转化型锈面涂料在锈状况差别较大的钢结构表面上效果并不理想，转化型涂料的应用并不是很多。

3）稳定型锈面涂料，成膜后通过缓慢水解活性颜料与新生的及不稳定的锈相互作用，将铁锈转化成稳定的Fe₃O₄或类似于Fe₃O₄的化合物，从而达到防锈的目的。作用机理目前仍在探究中。

稳定型锈面涂料一般用在耐蚀性要求不高的场合，金属表面的锈层厚度为10～20μm，氧化皮、片锈和油污应除去，与抗渗性好的磁漆配套使用。

各种锈面涂料都有不同的适应性，稳定锈的能力不可估计过高。虽然锈面涂料预处理简单，施工方便，但只适于不重要而且腐蚀不严重的部位。另外，因被保护对象所处的条件不同，锈的组成各异，因而应用效果也不尽相同。例如用作储罐内壁衬里或重点工程时，则不宜采用锈面涂料，而必须彻底除锈，除去残留的微量氯离子、硫酸根离子等才能涂上优质的涂料。

（4）车间底漆　车间底漆又称预涂底漆和保养底漆，在工厂车间使用，是应某些大型装备制造业的防腐蚀涂装工艺要求而开发的，如造船厂、管道厂及机械厂等。

车间底漆在防锈机理和性能方面与已介绍的防锈漆相似，只是为适应工厂化涂装和后来的机械加工，有一些特殊要求：①在未涂装面漆前应该有3～6个月的户外防锈以适应机械和安装周期；②干燥速度能满足工厂作业线的要求；③在焊接时，焊缝的机械强度不能因涂料的原因而下降；④耐热性好，在焊接、切割及热加工时，受损面积小，蔓延长度为10～15mm；⑤与面漆配套性好；⑥在焊接和切割时，生成的有害气体（如氧化锌雾）浓度在允许范围内；⑦耐电位性符合焊接要求。

目前常用的车间底漆为富锌底漆和磷化底漆。表3-15列出了一些车间底漆的性能。

表3-15　车间底漆性能比较