铁锈转化剂防锈机理研究_带锈涂料.doc

铁锈转化剂防锈机理研究_带锈涂料.doc铁锈转化剂防锈机理研究_ 带锈涂料论文摘要:钢铁的除锈处理是涂装工艺的重要组成部分, 对防腐蚀涂装的成败起着决定性的作用。本文主要从锈蚀产物的生成, 分析了两种不同转化剂对锈蚀产物转化的作用机理, 并对铁锈转化剂的应用和发展趋势作了简要的概括和展望。论文关键词:铁锈转化剂, 带锈涂料, 防腐 0. 引言随着现代工业的飞速发展,钢铁材料的防腐工作越来越引起各方面的重视。为了保护钢铁不受腐蚀, 延长其使用寿命,对钢铁进行防腐蚀涂装成为一种最经济和有效的方法。为了获得优良的耐腐蚀性能, 涂装前必须把钢材上的铁锈清除干净, 否则会由于铁锈的不断膨胀导致漆膜和防腐效果很差, 因此, 钢铁的除锈处理是涂装工艺的重要组成部分, 对防腐蚀涂装的成败起着决定性的作用。但是许多大型建筑、桥梁、船舶等复杂的钢结构构件在维修过程中由于受施工条件的限制, 难以采用机械化施工方法, 只能采用手工或电动工具进行除锈, 其结果必然有铁锈和各种腐蚀产物的残留,导致除锈质量难以得到保证、施工艰难、费用巨大。同时, 由于安全、环境保护和劳动保护方面的原因, 除锈涂料向着高性能、施工方便、高效、符合环保要求的方向发展。带锈涂料根据其与钢铁锈蚀结合方式的不同,可分为转化型、稳定型、渗透型 3种。其中转化型带锈涂料由于具有除锈效果好、对钢铁表面无害、有保护作用的特点, 正被越来越多的采用。这类转化型带锈涂料所用转化剂主要有亚铁氰酸和丹宁酸等。本文主要从锈蚀产物的生成, 阐述两种不同转化剂锈蚀转化机理, 最后对铁锈转化剂的应用和发展趋势作了概括和展望。 1. 锈蚀生成过程钢铁是热力学性质不稳定的结构材料,因此在其表面构成一个活性表面, 暴露在空气中受到氧气、水分及其他腐蚀介质作用必然发生腐蚀,转化成铁锈。铁锈疏松多孔,不仅不能阻止钢铁构件与空气和水的接触, 还会把空气和水分保留在钢铁构件的表面,进一步加速钢铁的锈蚀。同时,铁又是一个多化合价的金属, 从钢铁腐蚀起, 它由低价的铁变成稳定的高价化合物。由于铁锈生成过程是持续和不断进行的,所以,铁锈实际上是一个复杂的铁化合物。铁锈生成过程实际上就是钢铁的电化学腐蚀过程。钢铁在潮湿空气里,其表面因吸附作用而覆盖一层极薄的水膜、水微弱电离产生少量 H和 OH ,同时由于空气中 CO 的溶解, 水里 H 增多, 这样表面就形成了一层弱酸性电解质溶液薄膜, 它跟钢铁里的铁和杂质或碳就形成了无数微小原电池。其中铁为负极,碳为正极,发生原电池反应。铁作为负极失去电子被氧化: (-)Fe-2e=Fe 水膜里溶解的氧气作为阳极得到电子被还原: (+)2HO+O+4e=4OH 随着OH 浓度逐渐增大,则OH与Fe 结合生成 Fe(OH) 。 Fe(OH) 被空气中氧所氧化生成氢氧化铁: 4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH) 空气中的二氧化碳跟氢氧化铁反应,就生成红褐色的碱式碳酸铁。此外,铁与空气中的氧气反应还生成氧化铁, 这些铁的化合物就是铁锈的主要成分。从锈蚀表观层次来看,分三层:面层浮锈, 中层粒锈, 底锈。上层的锈蚀较疏松, 是已成熟、惰性的物质, 底层锈蚀较紧密, 是正在成长的、活性的, 它紧靠钢铁表面呈群落分布。在疏松、惰性的浮锈上涂漆, 由于很难起反应, 涂漆得不到良好的附着; 然而去除浮锈在底锈上涂漆, 由于它是活性