二. 常用漆料
涂料的性能取决于所采用的原材料，其中以主要成膜物质，即漆料的作用最大。它是涂料的主体，也是涂料的基的是常用的漆料的性能，以及它们所制成的常用涂料品种。 1. 沥青
沥青是防腐蚀涂料中重要的原材料，主要有天然沥青、石油沥青和煤焦沥青三种。前两种沥青在埋地管道使用的主要煤焦沥青。
煤焦沥青耐水性强，有着良好的表面润湿性，可以单独作为热溶性沥青瓷漆，用于水下环境。在船舶涂料方面，现代涂料中煤焦沥青主要是用来改性其它树脂的耐水性，如环氧树脂、乙烯树脂等。环氧煤沥青涂料，国外称之要的防腐蚀涂料，广泛用于海洋、水下和埋地等腐蚀环境。桥梁方面，环氧煤沥青涂料用于铁路桥梁的箱杆内侧也是厚浆型环氧煤沥青涂料，这在没有使用除湿设备的箱梁内部，具有良好的耐水耐凝露性能。 2. 干性油
干性油，是最早使用的涂料用成膜物质。亚麻油是其中最重要的一种，表面张力低，对底材渗透性强。桐油也是但是渗透性稍差。
早期使用的油性红丹漆即是以亚麻油为基料生产，在工业和桥梁钢结构方面广泛用作防锈漆。亚麻油中的脂肪酸50％亚麻酸 20％亚油酸 20％油酸
10％各种饱和脂肪酸
美国著名的金门大桥最早的防腐蚀涂装系统即以亚麻油红丹漆作为防锈底漆配合醇酸面漆使用。现在大跨度的悬锈颜料用来调合作为主缆系统的密封膏。 3. 醇酸树脂
醇酸树脂是多元醇和多元酸的反应产物。用于涂料配制的醇酸树脂树脂主要以下几类： （1） 纯干性油醇酸树脂
（2） 改性的干性油醇酸树脂，用中油度到长油度的亚麻油改性的醇酸树脂，可以配制海洋环境下使用的涂料。（3） 非干性油醇酸树脂，中油度的非干性油醇酸树脂，常与氨基树脂配合使用，配制成烤漆，用于电器和汽车醇酸树脂漆的性能与脂肪酸含量（油度）有很大关系，醇酸树脂的油度可以分为： （1） 长油度，油含量超过60％
（2） 中油度，油含量在50％－60％ （3） 短油度，油含量低于50％
短油度醇酸树脂主要和氨基树脂一道用于工业烘干面漆，如自行车、金属家具等。
中油度醇酸树脂主要用于强迫干燥型或者气干性的机械涂料和工业涂料，也用于汽车、货车等的修补漆。 长油度醇酸树脂主要通过豆油改性，用于防腐蚀涂料和建筑色漆。
醇酸树脂涂料较油性漆的干燥性能好得多， 因为它的多元醇的苯二甲酸酯的上很多不饱和脂肪酸基能在空气中性基团使用漆膜具有比油性漆更好的附着力。
与油性涂料相比，醇酸树脂涂料的干性、保色性，耐候性，附着力等均有很大程度的提高。醇酸树脂涂料主要用性差，耐水性差，不能用于水下结构
醇酸树脂在现代重防腐涂料应用之前，是防腐蚀主面最为主要的涂料品种，目前也仍然应用广泛。醇酸树脂涂料漆、醇酸铁红防锈漆和醇酸云铁防锈漆，醇酸磁漆、锌铝粉钢灰醇酸磁漆等，在桥梁等钢结构方面应用广泛。 4. 酚醛树脂
酚醛树脂是酚和醛催化剂存在下所缩合得到的产物。合成酚醛树脂所用的酚类主要有：苯酚、甲酚、二甲酚、对甲醛为主，也有个别产品使用糠醛。该类涂料具有良好的耐水性、耐酸性，但机械强度低，对金属附着力差。所酚醛树脂因原料、配方、反应催化剂及合成工艺的不同，所得树的分子结构及性能也有差异。有时还要加入各种醇溶性酚醛树脂分为热塑性和热固性两种。热塑性树脂由于附着力不好，机械性能随温度变化大，在防腐蚀漆中分枝的线型高分子。在受热或催化剂的作用下，彼此交联缩聚，形成不溶不熔的网状立体结构。该树脂在防腐蚀
油溶性酚醛树脂由对－叔丁酚、对－苯基苯酚等取代酚与甲醛缩聚而得。由于在分子结构中增加了油溶性基团，该树脂有油反应型和非反应型两种。油反应型可以制成多种油改性酚醛漆，漆膜干燥快、机械性能好，对水和酸很广，用于一般的耐酸耐蚀有较好的效果。
除了油、松香等改性品种外，习惯上都归类于其他树脂的改性品种。
酚醛树脂作制成防腐蚀漆，多以不含油的醇溶性热固性酚醛漆为主，这种漆的耐酸性良好，并耐盐溶液及有机物反应，故耐碱性很差。固化后的漆膜，内聚力很大，硬度高，脆性大，对金属的附着力不好，不宜单独使用。 酚醛树脂作为交联剂，常与环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛等配制成耐蚀好的烘漆，用于桶或管道的内壁衬里。 油和松香改性酚醛树脂为主体的酚醛防腐蚀漆，通常称为耐酸漆。 常用的防锈漆有红丹防锈漆、锌黄防锈漆、云铁防锈漆和铁红防锈漆。 5. 氯化橡胶
氯化橡胶是天然橡胶或合成的异戊橡胶降解后的氯化产物。漆膜致密而发脆，常加入氯化石蜡作为增塑剂。 氯化橡胶类涂料有着良好的耐水性和防锈性能，优良的耐酸性和耐碱性，附着力好，可以被自身的溶剂所溶解，可以在低温下施工应用。正因为有着这么多一系列的优良性能，得到了用户的欢迎，在桥梁、储罐、港机等钢结树脂涂料。常用的品种有氯化橡胶防锈漆，如铁红防锈漆，云铁防锈漆，铝粉防锈漆等。各色氯化橡胶面漆及氯桥梁方面的典型，其面漆就使用了氯化橡胶涂料，涂装方案如下： 箱梁外部
第一道 881-X环氧富锌底漆 50μm
第二道 881-Z01 环氧云铁中间漆 100μm 第三道 881-F氯化橡胶面漆 45μm 第四道 881-F氯化橡胶面漆 45μm 箱梁内部
第一道 881-X 环氧富锌底漆 50μm 第二道 881-H03 环氧厚浆漆 100μm
氯化橡胶面漆由于耐候性还是不强，两三年后会有粉化，于是耐候性突出的脂肪族聚氨酯面漆，特别是有着良好氯化橡胶面漆的使用。目前的桥梁大多数使用的面漆是丙烯酸改性聚氨酯面漆。
由于氯化橡胶是将橡胶在CCl4中通氯后再在水中析出，其成品往往残留较多的四氯化碳，污染大气，目前受到正在改进。如德国的BAYER公司已把四氯化碳含量降低到1%。 6. 丙烯酸树脂
丙烯酸树脂是要指丙烯酸酯或甲基丙烯酸树脂通过自由基聚合反应生成的均聚物或与其它烯类单体生成的共聚物丙烯酸树脂包括热塑性和热固性两类。
热塑性丙烯酸树脂的成膜主要是通过溶剂的挥发，分子链相互缠绕进行的。分子量在30000～130000之间，所34％左右。在重防腐涂料中，这类树脂主要是用来作来氯化橡胶底漆或环氧防锈漆的面漆使用，具有很好的耐和丰满度。有机硅改性的丙烯酸树脂，称之为硅丙，其中有机硅含量大于30％，耐候性强，耐水性极佳，常用热固性丙烯酸树脂的分子量比热塑性的要低，固体份含量高。交联固化的漆膜具有更好的光泽，耐化学品和耐溶丙烯酸树脂含有的羟基基团，可以与多异氰酸酯进行反应固化。这类涂料我们将在下面“聚氨酯树脂”一节还有详7. 环氧树脂
环氧树脂是其分子中含有环氧端基的线性聚合物，典型的双酚A环氧树脂结构式如下： 8. 聚氨酯树脂
分子结构中含有氨基甲酸酯键的涂料称为聚氨酯涂料，其涂膜外观美好、耐腐蚀、有较好的低温柔性和良好的耐护与装饰。
聚氨酯涂料使用的常用单体有芳香族异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）及脂佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）及二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）等。其中以芳香族异氰酸酯为原料的聚氨酯涂严重缺陷，其涂膜受太阳光照射后泛黄严重，易失光，耐候性较差，常应用于室内使用的深色漆。以脂肪族异氰使用的高档装饰涂料。
多异氰酸酯聚合物又称聚氨酯预聚物，主要包括聚氨酯加成物、缩二脲和三聚体（异氰脲酸酯）。典型的聚氨酯这种预聚物的应用量大面广。国外50年代后期将该加成物经薄膜蒸发，使其游离TDI含量降至0.7%（固体）聚氨酯在重防腐蚀涂料中的应用正在逐步扩大，用作桥梁、石油贮罐、化工厂设备等的重防腐蚀涂料，已引起防湿固化聚氨酯涂料能全天候施工，可用多种树脂改性（如环氧、聚烯烃和氯磺化橡胶等），发展前景非常好。 双组份丙烯酸聚氨酯涂料是近年来发展起来的一类新型涂料，由于其分子结构中同时含有氨基甲酸酯键、脲键、两类涂料的优点，既具有聚氨酯涂料的优良物理机械性能、耐化学品性能及低温固化性能，又具有聚丙烯酸酯涂用于飞机蒙皮、家电、火车、汽车等产品的涂饰和翻修，也可作户外各种物面保护装饰漆，是最有发展前途的涂以HDI缩二脲、HDI三聚体为固体剂的丙烯酸聚氨酯涂料是重防腐涂料目前应用最多的高耐候性高装饰性面漆体系是是大气环境中最为重要的重防腐涂装体系。 9. 有机硅树脂
有机硅树脂是主链含有硅氧键、侧基为有机基团的高聚物，常用甲基氯硅烷和苯基氯硅烷这类具有可以不解的活很好的耐高温、耐水性和耐候性。有机硅树脂常与其它树脂共混或通过共聚方式进行改性。
在耐高温涂料中，有机硅树脂有着重要的作用，可以耐200℃以上的高温。有机硅铝粉耐热漆可以耐500℃的高有机硅树脂单独用作涂料时漆膜太软，所以常与其它树脂共混，如如醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树的硬度和干燥速度等，而有机硅树脂则提供保光保色性。
有机硅改性醇酸树脂涂料既保留有醇酸树脂漆室温固化和涂膜物理、机械性能好的优点，又具有有机硅树脂耐热能优良的涂料。最早的改性方法是将有机硅树脂直接加到反应达到终点的醇酸树脂反应釜中即可；通过这样简单改性方法是制备反应性的有机硅低聚物，用以和醇酸树脂上的自由羟基进行反应；也可将有机硅低聚物作为多元酸树脂耐候性更好。湖南大学用醇解法制成的羟基封端醇酸预聚体与以水解法或异官能团法制成的有机硅预聚体醇酸嵌段共聚物，并以该嵌段共聚物为基料制成清漆；该清漆综合性能优良，既具有醇酸树脂清漆的室温固化、提高了耐热、耐大气老化和抗水介质腐蚀等性能。
有机硅改性丙烯酸树脂涂料具有优良的耐候性。保光保色性，不易粉化，光泽好；大量用于金属板材的预涂装、有机硅改性丙烯酸树脂有溶剂型和乳液型两类，其中硅丙乳胶涂料具有优良的耐候性、耐沾污性、耐化学药品性自由基引发剂，以含氢硅油与丙烯酸丁酯为原料，通过乳液聚合方法合成了性能优异的有机硅/丙烯酸酯乳液；性，用其配成的涂料具有很好的耐候性和耐沾污性能。
有机硅树脂以低聚体的形式与含有羟基的醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂等共聚，通过羟基或烷基可以大大提高这些树脂的耐温性、耐粉化和保光性等。 10. 氟聚合物
为了进一步提高氟涂料的溶解性和装饰性，改善其施工性能，人们开始研究带官能团特别是带－OH和－COOH先开发出 F EVE
2007-8-21 01:35
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0表性涂装体系。 1一. 车间底漆
3桥梁用涂料的发展，与涂料用树脂和防锈颜料的开发应用有着密切的关系。每一种新的树脂或防锈颜料的试
车间底漆发展至今，主要有聚乙烯醇缩丁醛车间底漆（PVB）、环氧富锌车间底漆、环氧铁红车间底漆和无
助间底漆，如丙烯酸铁红车间底漆等，使用并不多。其中无机硅酸锌车间底漆，由于其良好的耐热性、突出的理
目前的主流产品。环氧富锌和环氧铁红车间底漆也仍有一定的市场。 工
程（1） 聚乙烯醇车间底漆（PVB） 师
聚乙烯乙烯酸缩丁醛(PVB)车间底漆，也称为磷化底漆，和蚀刻底漆，是一种传统磷化底漆的改良版，是美国
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这些车间底漆的机理与那些化学抑制剂相同，如磷酸锰和磷酸锌等。这些磷酸盐形成耐热性微晶保护涂层，了良好的底材。这种处理也提高了钢材加工形材的冷轧特性。铬酸盐低效抑制剂在黑色金属上形成铬酸盐和缓蚀颜料、氧化铁红、和酚醛树脂可以提高PVB车间底漆的耐候性能。PVB由反应性聚乙烯醇和丁醛聚合而种产品的固化剂都是磷酸，原先的磷化底漆的主剂。在单组份产品中，磷酸在生产时与涂料合成了一体。 防锈能相当好，但是耐化学品性能有限，因为存在着酚醛树脂，遇碱会皂化。耐酒精性能也低。另一个问题会产生碱性离子。一般来说，PVB车间底漆不能作为浸水系统的一部分，铬酸盐的存在和丙烯醛在高温作业洲和美洲应用广泛的一些船厂已经使用了20年以上，现在已经受到了限制。但在有些国有仍然在使用，这主（2） 环氧富锌车间底漆
环氧富锌底漆在20世纪的60年代开始使用，主要是随着现代自动化设备与高性能防锈要求中的冲突中产生达90%以上，锌粉颗粒相互接触，产生电化学保护作用，防锈性能相当好。高的含锌量在有益的同时，也带而无可见锈蚀，而且小的机械损伤不会产生问题，因为锌粉的阳极作用可以封闭住损害点止住进一步的腐蚀用的技术和设备，很多情况下，需要除去焊接切割部位的底漆保证高质量和操作的安全性。很明显这会费时它们会导致以后涂层的渗压起泡。
现在的环氧富锌漆趋于低锌型，漆膜内锌粉含量在40-50%之间，防锈性能较富锌型差一些，但是对焊接工为红灰色，因为减少的锌粉以氧化铁红，滑石粉或硫酸钡代替了。 （3） 环氧铁红车间底漆
由于含锌车间底漆在烛接和切割时产生的氧化锌雾气从劳动保护角度来讲是有害的，因此在建造周期短时，铁红车间底漆由此而产生。它以氧化铁红为主要防锈颜料，有时还加入铝粉加强其防锈性。没有很高的锌粉间底漆稍差。具有良好的耐溶剂和化学稳定性能，这一点比富锌车间底漆要好。对面漆无选择性。
环氧铁红车间底漆的干燥时间稍长，低温高湿环境中施工性差。由于在搬运和堆放过程中造成的机械损伤，会受到底漆烧损时产生的二氧化化碳的影响。在钢板装配过程中受火工作业影响大，很容易地被烧损。这些工时的环氧铁红车间底漆的干膜厚度不能超过25微米，否则很容易造成附着力降低。钢板经打磨喷砂处理后度检查时要格外注意。
（4） 无机硅酸锌车间底漆
无机硅酸锌车间底漆以正硅酸乙酯为基料，配以锌粉，以及其它颜填料，溶剂，添加剂等制成。无机硅酸锌水解后缩聚，然后与锌粉及钢材表面活性铁反应生锌-硅酸-铁的复合盐而牢牢附着于钢铁表面。它具有极强热加工时损伤面少等突出性能，已经成为目前主要应用的车间底漆。最新发展超高温耐热无机锌车间底漆采热防锈颜料与锌粉共用，在火工校正和电焊时对涂层的烧损面积大大减少，只是价格比传统的无机硅酸锌车由于锌粉在切割焊接时会产锌雾，对人体的健康不利，目前使用较多的是中等含锌型和低锌型车间底漆。中为13-15%；低锌型车间底漆中的锌粉重量比为24-30%，体积比为8-12%。有些厂家在低锌型无机硅酸锌少锌粉含量可以提高焊接质量以及切割焊接的速度。
目前无机硅酸锌车间底漆的发展方向，是在降低锌粉含量的同时，减少锌盐的产生，提高其耐热性能到800高切割焊接速度。由于车间底漆的体积固体份低，通常只有25%左右，VOC含量太高，所以要大力发展水溶制成型并开始试用，它使用丙烯酸树脂作为基料，固体份含量也提到到了50％左右，但是由于车间底漆是由溶剂型车间底漆的施工特性来设计的，受到这一点的影响，水溶性车间底漆还不能推广应用。 二．防锈底漆
（1） 红丹防锈漆
红丹加入亚麻油是较早使用的防锈涂料。由于红丹中的PbO和含油介质氧化而衍生出低分子酸反应，所生成延缓水汽渗透。亚麻油的表面张力低，即使对微锈的表面仍具有很强的润湿渗透性。所以两者的结合加强了树脂合成应用于涂料工业后，醇酸红丹漆以其良好的干燥性能得到广泛应用。
美国的金门大桥是较为典型的例子，在1965年以前，使用了亚麻油红丹漆底漆，中间层为醇酸红丹漆，面酸漆。
大量的钢结构桥梁和其它钢质建筑物，使用了以红丹底漆为主的涂装体系。到现在，仍还有很多人对红丹漆我国铁道行业标准TB/T1527－1995《铁路钢桥保护装》中，还规定了使用红丹漆作为钢箱梁防锈底漆，并低于不挥发份的65％（重量比）。然而，现在欧美发达国家除了限制红丹漆的使用外，还正在考虑如何除去赖的空气、土壤和水源。关于红丹漆的去除，在后面“桥梁的维修涂装”一节中会有详述。
红丹：桔红色，主要含有四氧化三铅，是一种沿用已久的防锈颜料。通常和油料， 酚醛树脂，醇酸树脂等配它干燥较慢。油料的渗透润湿作用好，能容忍低表面处理的钢材，亚麻油红丹生成的铅皂能起缓蚀作用。红在红丹的晶格中，Pb2+PbO4－4有规律的排列着，当它与钢铁接触时，外层的Pb2+与起始阶段阳极腐蚀产物，使漆膜密实，减小漆膜的透气性和透水性，由晶格中置换出来的Pb2＋有助于吸收腐蚀介质中的SO2－很有意义，但是对于Cl－的作用不明显。其缺点是毒性大，目前应用受到限制。正逐步被无铅颜料防锈漆所代铅酸钙：呈淡黄色，化学结构与红丹接近。其缓蚀作用在于碱性和形成钙皂。广泛用于钢铁和镀锌件上。也锌腐蚀形成的锌离子与漆料降解时产生的低分子酸反应，形成脆性且易水溶的锌盐。铅酸钙的碱性使渗入涂蚀产生锌离子，即使有低分子酸，也先与颜料生成皂，所以锌面不会产生剥落。名铅酸钙多用于油性漆和醇铅白：主要成分是次氧化铅，混有少量的氧化铅。防锈效果与纯度、细度及表面状态均有关系。与脂肪酸的种漆料，防锈机理与红丹相似。 （2） 锌黄防锈漆
这方面最为主要使用的是锌黄，其主要成份是铬酸锌，是铬酸盐类中应用最广泛的防锈颜料。呈淡黄或中黄防锈漆。锌黄微溶于水，形成铬酸铁覆盖在金属使之钝化而起到缓蚀作用。但锌黄用量要适量，一般在20-5所以常低溶解度的铬酸盐或铁黄一起使用。对工业酸性大气抵抗力较弱。常可加入氧化锌一起使用。四盐基物。四盐基锌黄的水溶性小，但是溶解速度较均匀，防锈作用维持较久。在磷化底漆中作为主要防锈颜料，固地附着在金属表面上，并提高与上层漆的结合力。
由于锌黄具有致癌作用，其应用受到了限制。新的无毒颜料，磷酸盐防锈颜料，已经取代了它的作用。 （3） 偏硼酸钡防锈漆
（4） 铁红防锈漆
又称氧化铁红Fe2O3，性质稳定，遮盖力强，颗粒细微，能在漆膜中起到很好的封闭作用。耐热，耐光性好片状颜料，磷酸锌等缓蚀型颜料一起使用，以增强防锈作用。铁红是非常重要的一种防锈颜料，绝大多数的胶铁红防锈漆和环氧铁红防锈漆。甚至在某些环氧富锌底漆中，都以铁红作为重要辅助防锈颜料。 铝粉防锈漆
呈鳞片状的铝粉或铝粉浆，因其颜色和泽如银，以称铝银粉和铝银浆。分浮型和非浮型两类。其良好的叶展渗透性。铝粉漆可反射60%以上的紫外线，用在面漆中可提高耐候性。制成醇酸耐热漆可以耐200℃左右的在二十世纪六十年代，用铝粉锌粉制成66号灰色铝锌面漆，应用于南京长江大桥上面。片状的铝粉在漆膜层的渗透。
（5） 云铁防锈漆
云母氧化铁由硫铁矿加工而成，是二亿八千万年前石炭纪的天然矿产。有灰色和红褐色两种，因为呈细小鳞Oxide），简称云铁。我国生产云铁颜料的矿区主要有安徽繁昌、江苏茅山和广东清远南岭。
云母氧化铁为片状颜料，在涂膜中和底材平行重叠排列，可以有效地阻止腐蚀介质渗透。对阳光反射能力强提高耐候性。
云铁可以在很多种树脂中使用，因而开发出了多种防锈漆。1976年，酚醛云铁底漆和醇酸云铁底漆开始在南以上，而且底材的处理也开始使用喷射处理。法国巴黎的艾菲尔铁塔，多年来一直使用醇酸云铁防锈漆作为红防锈漆相配合使用于港口机械上面。 环氧云铁防锈漆的面世，取代了上述醇酸/酚醛防锈漆，应用于现代重防腐钢结构上面，现在环氧云铁主要是作（6） 磷酸锌防锈漆
磷酸盐中最主要的防锈颜料是磷酸锌[Zn3(PO4)[$#8226]2H2O]，它能与涂料中的羟基、羧基等进行化合结料－漆料－底材的高分子络合物，阻止锈的形成和发展。对磷酸锌原料的颗粒度及其分布和化学组成进行改
钢结构防锈漆的种类和性能以及面漆的相容性
