耐溫耐蝕涂料的概述

所謂高溫腐蝕就是在高溫條件下，固態(tài)金屬或合金與所接觸的各類環(huán)境介質(zhì)在界面之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，并在金屬或合金表面形成反應(yīng)產(chǎn)物膜，對(duì)金屬或合金的正常組織及性能產(chǎn)生破壞。為便于研究，一般按環(huán)境介質(zhì)將高溫腐蝕分為三大類。

第一類是高溫氣體腐蝕，系指在高溫氣體環(huán)境中，金屬材料或合金與環(huán)境氣體在材料/氣體界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的直接結(jié)果。干腐蝕、化學(xué)腐蝕、高溫氧化、高溫硫化、高溫混合氣體的腐蝕屬于這一類。其特點(diǎn)是腐蝕產(chǎn)物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)控制腐蝕過程。

第二類是液態(tài)介質(zhì)對(duì)固態(tài)金屬材料的高溫腐蝕，稱為高溫液體腐蝕。通常是指燃?xì)飧g、熱腐蝕，在這類腐蝕中，既有化學(xué)腐蝕也有電化學(xué)腐蝕；既有界面反應(yīng)又有電化學(xué)溶解。

第三類是固態(tài)物質(zhì)腐蝕，指固態(tài)金屬材料在含有腐蝕性的固態(tài)顆粒沖刷下，產(chǎn)生物質(zhì)遷移或吸附在金屬材料表面，并與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而造成腐蝕。這類腐蝕既有固態(tài)灰分與鹽顆粒對(duì)金屬的腐蝕，也有固態(tài)顆粒對(duì)金屬表面的機(jī)械磨損，常被稱為磨蝕或沖蝕。

但在高溫使用環(huán)境下，材料的腐蝕行為非常復(fù)雜，可能遭受到氣相、液相、固相單一的或綜合的腐蝕作用，屬于多種腐蝕形式共存的混合型腐蝕。

耐溫耐腐蝕涂料一般是指在氣相耐溫200℃以上，漆膜不變色、不脫落，仍能保持適當(dāng)?shù)奈锢砹W(xué)性能的涂料或者液相長期浸泡耐溫80℃以上，不脫落，仍能保持適當(dāng)?shù)奈锢砜節(jié)B透防護(hù)性能的涂料襯里。耐高溫涂料一般由耐高溫聚合物、顏填料、溶劑和助劑組成，耐高溫涂料亦稱耐熱涂料。根據(jù)使用環(huán)境的不同，防護(hù)目的的差別，目前國內(nèi)外各涂料廠商開發(fā)出的耐溫防腐涂料種類繁多，性能各異。

高溫腐蝕是指在高溫環(huán)境條件下，材料表面與各類環(huán)境介質(zhì)在界面之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，在材料表面形成反應(yīng)物質(zhì)，并對(duì)材料的結(jié)構(gòu)及性能產(chǎn)生破壞。隨著航空、航天、能源、化工、冶金、電力、機(jī)械、輕工等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料的使用性能也越來越高，一些設(shè)備、管道由于腐蝕介質(zhì)的存在而發(fā)生腐蝕，尤其是一些設(shè)備的高溫部件，如燃燒器、加熱器、各種車輛的排氣管、消聲器、發(fā)動(dòng)機(jī)、熱交換器、石油裂解設(shè)備、高溫蒸汽管道等，在高溫和腐蝕介質(zhì)的作用下會(huì)發(fā)生迅速腐蝕。因此，對(duì)于材料，特別是一些金屬材料，如何在高溫腐蝕環(huán)境達(dá)到保障性能的目的是一個(gè)艱巨的任務(wù)。而在各種高溫防腐蝕技術(shù)中，使用涂料進(jìn)行防護(hù)，由于其簡易性及可操作性得到了各方的青睞，從而得到廣泛的應(yīng)用。

同其它抗高溫氧化腐蝕手段相比，耐高溫涂料以其大面積施工工藝性能良好、成本低等優(yōu)點(diǎn)受到人們的青睞，耐高溫涂料廣泛用于設(shè)備的高溫部分，如煙囪、高溫蒸汽管道、熱交換器、排煙管道、高溫爐、石油裂解爐、輕重兵器的發(fā)射管、高速飛行器以及宇航設(shè)備等的耐熱保護(hù)。耐高溫涂料不僅要求有良好的耐熱性能，通常根據(jù)使用場合的不同，要求具有防銹、防蝕、防污染、防粘附、防止熱氧化等性能，如鍋爐、炊事用具上可防止鋼材的高溫氧化；用于石油裂解爐和各種熱交換器可起到防銹、防腐蝕作用；用于電機(jī)產(chǎn)品，可起到耐熱絕緣作用；用于航空航天飛行器表面，可起到耐熱、耐磨、耐腐蝕、抗氧化作用。耐高溫涂料已廣泛用于石油、化工、冶金、交通、宇航、機(jī)電、兵器等軍事工業(yè)和民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。隨著航空、宇航事業(yè)的發(fā)展，耐高溫涂料的重要作用已引起世界各國的關(guān)注。

在某些場合下，耐高溫涂料的保護(hù)甚至是其它方式不可替代的。如熱連軋機(jī)、燒結(jié)爐、石油精制爐、鋁精煉爐、發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣系統(tǒng)、摩托車消聲器、煉鋼高爐部分部件都在500℃～700℃下工作，如果都采用可以耐高溫的鉻鋼、錳鋼，則造價(jià)太高，而且長期使用效果并不十分理想。耐高溫涂料則以它便捷的施工維護(hù)和較好的防護(hù)能力贏得青睞，尤其是相對(duì)其它方式來說低廉的價(jià)格更進(jìn)一步擴(kuò)大了耐高溫涂料的應(yīng)用范圍。耐高溫涂料的耐熱機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，可能發(fā)生物理變化、化學(xué)變化或者兩者相伴發(fā)生的過程。其中化學(xué)變化在耐高溫過程中起了非常重要的作用，耐高溫聚合物通過熱分解及解聚產(chǎn)生分子碎片和低分子產(chǎn)物，分子碎片通過化學(xué)反應(yīng)形成穩(wěn)定致密的涂層而抵御進(jìn)一步的高溫侵蝕，低分子產(chǎn)物則吸收熱量氣化進(jìn)入邊界層，并可能伴隨其他化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)類型及吸熱程度主要取決于基體樹脂的分子結(jié)構(gòu)和填料或增強(qiáng)體系的種類。物理變化包括熔融、蒸發(fā)、升華、反射、傳導(dǎo)和輻射等，物理變化對(duì)于耐高溫涂料。