防蝕塗料系統設計與對策

 

刊登日期:2014/3/27
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全世界每年因腐蝕造成的損失高達7,000億美元,而各開發國家每年因材料腐蝕所造成的經濟損失約占國民生產總值3.8%~4.2%。又依據國際標準組織的大氣腐蝕環境分類,如表一所示(分為C1到C5等級),台灣沿岸區域幾乎全是嚴重腐蝕等級C5,桃園大潭工業區與六輕工業區附近甚至超越最高C5等級,因此如何減緩金屬材料之腐蝕速度,降低危害刻不容緩。現今所發展出的防蝕技術甚多,如電鍍(Electroplating)、噴覆(Spraying)、油漆(Paint)、熱浸(Hot Dipping)、陰極保護(CathodicProtection)、防銹油(Anti-rust Oil)或是陽極處理(Anodictreatment)等技術。

常見防蝕方法原理與應用
本文針對目前業界廣泛使用且有效率的方法加以介紹。
1. 陰極防蝕
其原理屬於電化學防蝕之一種方法。由電化學觀點,以一個外加直流電來極化金屬表面的陰極區塊並使其和其他的陽極區塊形成等電位,因而來降低金屬的腐蝕速率,亦即將腐蝕中的金屬進行陰極極化,使其腐蝕電位Ecorr降至低於該金屬之溶解/析出之平衡電位Ea,從熱力學上即無法進行金屬之陽極溶解,這種防蝕方法稱為陰極防蝕,可分為犧牲陽極法與外部電源法。

表二、陰極防蝕工法之比較
表二、陰極防蝕工法之比較

2. 熱浸鍍鋅
如圖一所示,其原理是將已清洗潔淨的鐵件,經由Flux的潤濕作用,浸入鋅浴中,使鋼鐵與熔融鋅反應生成一合金化的皮膜。

圖一、熱浸鍍鋅作業流程
圖一、熱浸鍍鋅作業流程

重防蝕塗料介紹
於油漆塗料防蝕方式上,依其作用原理可分為遮蔽型、抑制型與犧牲型等三種。工作原理分別為<1>遮蔽型:選用對水滲透性較低之樹脂或原料,以高膜厚隔絕外界腐蝕因子;<2>抑制型:添加特殊防銹顏料或防蝕添加助劑,其機制為當塗膜受到水分侵入時,防銹顏料或添加助劑會釋放出抑制性離子,而使金屬底材陰/陽極反應產生變化,而驅使底材產生鈍態,而達到防銹功能;<3>犧牲型:添加鋅金屬顏料與鐵底材接觸。兩種不同金屬接觸後,透過電解質,賤金屬(氧化電位較高)釋放電子,產生電流進入貴金屬(氧化電位較低)而達到犧牲保護鋼鐵底材作用,整理如表四。

表面處理介紹
塗料噴覆前尚有一重要環節時常被忽略—表面處理(Surface Treatment)。其可定義
為塗裝前的被塗面處理作業,目的為去除破壞塗膜因素與腐蝕性物質,包括灰塵、動植物油、礦油、鹽類等附著物以及鋼鐵本身產生之鐵鏽等。這些物質會造成塗膜附著障礙,導致塗膜破裂、剝離、生鏽等,表面處理除了去除上述異物外,另一重要性為給予鋼鐵材表面適當的粗度,增加塗膜附著性。可再結合化學處理,如磷酸鹽皮膜處理,一次防銹底漆(Shop Primer)之應用來提高塗膜性能。方法可分為……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:徐偉峰 、葉映琦 、陳泰盛/亞洲工業股份有限公司
本文節錄自「工業材料雜誌327期」,更多資料請見https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11710


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