重防腐涂料的防护机理分析

多年来人们一直认为涂料防腐蚀的机理是能在金属表面形成一层屏蔽涂层，阻止水和氧与金属表面直接接触。大量研究表明，涂层不可能达到完全的屏蔽作用，它总有一定的透气性和渗水性。因此，有研究者认为涂料防腐的机理是：聚合物的某些基团吸附在金属表面，阻止了其与水的接触；如果水和氧对涂层的渗透性小，能进一步提高其防腐蚀性能。

涂料的防腐作用主要体现在屏蔽作用、缓蚀作用、阴极保护作用三个方面，具体如下：

（1）屏蔽作用。当工件表面涂有涂层时，涂层使工件与腐蚀介质隔开，腐蚀介质不能直接接触被涂工件，起到屏蔽作用。水和氧的分子直径通常只有几个埃，但是一般的涂层结构气孔的平均直径为1×10-5～1×10-7cm，具有一定的透气性。所以，当涂层很薄时，水和氧分子是可以自由通过的。这样的涂层不能阻止或减缓腐蚀过程的进行。

涂膜不仅要具有低透水性、透氧性、透离子性，而且要具备良好的抗湿附着力。金属在水溶液中腐蚀时，阳极释放电子的氧化过程与获得电子的还原过程是在同一金属表面进行的。良好的抗湿附着力使涂层代替了金属表面离子对迁的水溶液介质，从而有效地防止了腐蚀产物的形成。同时，阳极区生成的阳离子与阴极区生成的阴离子在浓差推动下对向扩散，形成腐蚀产物。涂膜的屏蔽机理限制了这些阳离子、阴离子的形成。(https://www.xing528.com)

（2）缓蚀作用。活性颜料在涂膜中既起屏蔽作用也起电化学保护作用，利用涂膜中的活性颜料对腐蚀反应进行干扰破坏，从而达到保护涂膜的目的。活性颜料在水中有一定的溶解度，溶解在渗水中所形成的颜料溶液进入到金属或涂膜界面后，开始对金属进行持久的阴极保护，颜料反应后形成的复合产物体积比原颜料体积大，堵塞了涂膜缝隙，从而减缓了水的进一步浸透。片层状颜料可以延长水分子的扩散途径，减小涂膜透水性，有效的屏蔽效应与颜料粒径及颜料体系浓度/颜料临界体积浓度之比值有关。涂层中的缓蚀性颜料可以在侵蚀性粒子到达金属涂层界面时起到抑制基体腐蚀的作用。

（3）阴极保护作用。当腐蚀介质透过涂层，接触到基体金属表面时，就会发生膜下的电化学腐蚀。如果在涂料中加入活性比基体金属高的金属粉末作填料，就会起到牺牲阳极的保护作用。即使涂层有破损，对裸露金属的保护也比缓蚀作用可靠。对于富锌涂料，其中所含的金属锌的电极电位要比被其保护的金属更低，在腐蚀电池中起到牺牲阳极的阴极保护作用。