MP雜志腐蝕防護技術創(chuàng)新獎2015年度獲獎項目介紹
——易安可合金鈍化＋柔性陶瓷多功能復合涂料技術

1 技術背景

美國國家阿綱實驗室對世界范圍內(nèi)的鋼材和水泥腐蝕情況進行了大量研究，發(fā)現(xiàn)在印度德里神廟門口矗立的德里鐵柱，已經(jīng)具有1400多年歷史，依然沒有腐蝕。

印度德里鐵柱

科學家們深入研究發(fā)現(xiàn)，這個古老的鐵柱表層含有非晶體的鐵氫氧化物、磁鐵礦物和晶狀磷酸鹽。在銹蝕形成的初期，銹層包括纖鐵礦γ-FeOOH和針鐵礦α-FeOOH。但隨著時間的推移，在磷酸根的催化作用下，一些金屬氧化物轉化成了非晶體的六方纖鐵礦δ-FeOOH，在金屬表面形成了一層與基材共價的合金鈍化層。

德里鐵柱表面結構示意圖

在此發(fā)現(xiàn)基礎上，阿綱國家實驗室（Argonne National Laboratory）開發(fā)出磷酸鹽陶瓷材料。這種陶瓷材料已在核工廠和軍事領域得到廣泛應用。之后，企業(yè)家托尼科林斯（Tony Collins）通過Arun Wagh博士的書《化學合成磷酸鹽陶瓷材料》了解了這種材料，并向阿綱國家實驗室購買了其商業(yè)應用的使用和開發(fā)權。通過隨后的不斷開發(fā)和研究，合金鈍化+柔性陶瓷的多功能合金復合涂料技術誕生。

2 技術簡介

2.1 技術原理

該技術A組分是磷酸鹽，B組分是包含礦物和金屬氧化物的懸浮液。當A組分和B組分相遇即產(chǎn)生放熱反應，使涂層在數(shù)分鐘內(nèi)升溫3℃～8℃。這種放熱反應將基材中的鐵、B組分中的金屬氧化物、A組分中的磷酸鹽形成合金鈍化層。該合金鈍化層是一種穩(wěn)定的金屬復合物，會隨時間增長至約50 nm到約2μm。

用催化形成非晶體δ-FeOOH層的方法會激起鋼鐵自然保護機理，涂料噴涂到基材上發(fā)生兩種反應：

（1）金屬（鐵）和酸之間的反應（形成惰性層，保護金屬不受腐蝕）。

（2）酸和基體之間的反應（形成陶瓷層，保護惰性層不損壞并提供自修復性能）。

在放大到6 500倍的電鏡下可以明顯看出，基材與合金鈍化層之間是極其致密的。

金屬-涂層界面的橫截面掃描電子顯微鏡照片

2.2 鹽霧試驗結果

采用更嚴苛的試驗方法，使用了3%的氯化鎂，在50℃下進行鹽霧試驗。而且試件基材并未進行噴砂，只采用了高壓水清洗。試驗結果見下圖。

涂板鹽霧試驗情況

2.3 耐火檢測結果

哥倫比亞分析實驗室（Columbia Analytical Services）對該技術的分析結果證實，該技術不含VOC和有害氣體，沒有閃點，沒有有害廢棄物處理問題，其火焰蔓延指數(shù)為零。2013年4月，中國國家固定滅火系統(tǒng)和耐火構件質量監(jiān)督檢驗中心依據(jù)GB8624-2006《建筑材料及制品燃燒性能分析》對該技術制作的涂料試件進行了檢驗，燃燒性能達到最高等級A1級（不產(chǎn)生任何煙氣危害，火焰蔓延指數(shù)為零）。

2.4 柔韌性

經(jīng)由第三方實驗室Weldon Labs的測試人員Dwight Weldon的測試結果表明，合金鈍化加柔性陶瓷復合涂料技術形成的漆膜的可折彎度為19%。要數(shù)倍于鋼鐵應用的實際需要。

2.5 其他優(yōu)越性

包括零VOC，無霉變，可高濕度施工，施工快速交付，涂層缺陷易顯性，涂層損傷高容忍，增加基材耐疲勞能力，等。

2.6 NACE評價

2014年7月，NACE（美國國家腐蝕工程師協(xié)會）主辦的《MP》雜志邀請在世界各地進行腐蝕控制的行業(yè)，包括個人、公司、組織、政府機構，提名第三屆腐蝕（防護技術）年度創(chuàng)新獎的候選項目。總共提名21個創(chuàng)新項目，代表了在涂層和里層、陰極保護、材料和設計、儀器設備、測試、完整性評價、化學處理、以及其他腐蝕防護和減輕技術方面所取得的突破性進展。2015年3月16日，在美國德克薩斯州達拉斯舉行的NACE國際部2015年腐蝕會展上宣布了得到最高評級的8個年度腐蝕防護技術創(chuàng)新獎項目，涂料項目有3個，包括易安可合金涂料。

易安可合金鈍化+柔性陶瓷多功能復合涂料技術的NACE評語及目前應用情況可訪問www.eoncoatchina.com。

易安可涂料科技（北京）有限公司

杜世永 18003264472