防腐蚀的工厂或野外施加的覆盖层，它包含至少两层直接或间接连接在一起的有区别的有机聚合物层。其第一层在２３℃，１００％ＲＨ时的水蒸气渗透率为０．００５至１０ｇ．ｍｍ／ｍ↑［２］２４ｈ。其第二层在２３℃，５０％ＲＨ时的氧渗透率为０．０１至１０ｃｍ↑［３］．ｍｍ／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ，和／或在２３℃，５０％ＲＨ时二氧化碳渗透率为０．０１至３０ｃｍ↑［３］．ｍｍ／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ。该整个覆盖层在２３℃时水蒸气传输量为０．０５至０．６ｇ／ｍ↑［２］／２４ｈ，在２３℃时的氧传输为０．０１至１０ｃｍ↑［３］．／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ和／或在２３℃时二氧化碳传输量为０．０１至２０ｃｍ↑［３］．／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ。这些涂层可用来显著地延迟腐蚀，并且在分子阻挡层也能阻挡二氧化碳通过的情况下能显著地减少应力腐蚀破裂。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
防腐蚀覆盖层金属腐蚀是一种电化学过程，金属腐蚀的进行需要下述六个基本因素：1．阳极(发生腐蚀的带正电荷的金属)。2．阴极(获得电子并不会腐蚀的带负电荷的物体)。3．阳极和阴极浸于其中的电解质。电解质是一种导电溶液，在其中水分子(H2O)电离成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。土壤湿度通常能满足这一条件。4．使阳极和阴极电连接的导电路径。这个导电路途可为连接两个电极的管线或其它金属结构本身或导线。5．氧气。6．阳极和阴极之间的电位差。一旦满足这些条件，电流就能通过，在阳极上的金属即被消耗。铁的完整腐蚀反应可以表示如下： 伏特 0.440O2+2H2O +4e- 4(OH)- 0.815 1.255由于从铁原子中逃逸出两个电子，就发生了腐蚀。电子通常遵守欧姆定律，该定律描述了当电位差(电压)为某一值并且电阻为某一值时，许多电子是如何移动(即电流)的。数学关系式为：I=ER]]>其中-I是以安培表示的电流 -E是以伏特表示的电动势 -R是以欧姆表示的电阻，它是对于电子移动的阻力化学热力学定律提供了电化学反应的数学关系式。该定律指出，为了阻止从每个铁原子中逃逸出两个电子(即阻止腐蚀)，阳极和阴极之间的电压(即推动力)必须降至小于零伏特的值。为了使电压达到小于零，必须使铁带上负电，或富含电子。这就意味着相对-->于某个带正电荷的物体来说铁要作成为阴极。这个原理就用在钢铁管道的阴极保护中。上述化学热力学定律可由能斯脱方程描述，用于上述反应时可表示如下：E是电压，〔O2〕和〔H2O〕是在腐蚀的钢铁界面上腐蚀电池中氧和水的“表观”浓度值。为了仅仅阻止腐蚀，E的值必须达到零；若要完全停止腐蚀，E须为负值。一个腐蚀工程师可以采用的措施是通过改进“电池环境电位”并使E值为负值来处理上述公式中的部分Ⅰ。对于浸没或埋入的结构如管线，在某种形式的电压源作用下，电子可被强行驱动回到铁上。这个电压源可以是一个整流器，它将外加电流(发送过量的电子)施加到铁上，或者它可以是一个牺牲阳极。这些形式的阴极保护体系都是常用的。上述公式的部分Ⅱ表明，可从涂层的阻挡性能方面对腐蚀进行抑制。当公式中的氧〔O2〕和水〔H2O〕的浓度降低时，E值将变得更负。若金属上的涂层对水和氧是完全不渗透的，则E将成为负值。人们常采用防水涂层如聚烯烃涂层将易于腐蚀的管道和其它钢结构或其它金属保护起来。这些涂层被认为是基于减少金属表面上水分子浓度的防腐蚀措施。意想不到的是发现在某些情况下，防水涂层并不能如希望的那样有效地防止腐蚀。本专利技术涉及能提供相当优异耐腐蚀性的一种防腐蚀覆盖层。而且令人惊奇地发现，即使本专利技术这种覆盖层被刺穿即穿孔时，也能提供腐蚀保护。本专利技术提供一种防腐蚀覆盖层，它包含至少两层直接或间接连接在一起的有区别的有机聚合物层，其中(a)第一层在23℃,100％相对湿度(RH)时的水蒸气渗透率为0.005至10g.mm/m2/24h；(b)第二层具有：(ⅰ)在23℃,50％RH时的氧渗透率为0.01至10cm3.mm/m2/24h.atm；和/或(ⅱ)在23℃,50％RH时的二氧化碳渗透率为0.01至30cm3.mm/m2/24h.atm；并且所述由两层结合在一起的覆盖层具有：(c)在23℃时水蒸气传输量为0.05至0.6g/m2/24h；(d)在23℃时氧传输量为0.01至10cm3/m2/24h.atm；和/或(e)在23℃时二氧化碳传输量为0.01至20cm3/m2/24h。-->所述第一层即起主导作用的防水层可机械支撑或在物质上保护所述第二即分子阻挡层，并能减少水分子从环境输送到施加覆盖层的制品表面上。第二层即分子阻挡层能够减少不希望的分子如氧气和二氧化碳传送到可腐蚀基材的表面上。正如在下面较为详细描述的，在防水层本身能提供的耐腐蚀性不够充分的情况下，例如覆盖层有损坏或覆盖层下有空隙或覆盖层和基材之间粘合性差的情况下，分子阻挡层能提供相当高的耐腐蚀性。覆盖层还可以包含一层将覆盖层牢固地连接到受保护的基材上的粘合层。在常规的防水涂层提供的耐腐蚀性可能不够的情况下，本专利技术的覆盖层能提供相当高的耐腐蚀性。例如，若常规涂层的粘合性差，或者在涂层下存在空隙，则在涂层和金属即基材之间就存在外露的界面，这样水蒸气和气体就可以从环境传递到该表面上，以平衡涂层两面上的压力差。尤其当环境发生周期性的温度变化时，这就会产生许多问题。当温度下降时，水分就会在该空隙内冷凝，降低压力，就转而又产生了会使水和不希望分子传送量增大的压力差。当覆盖层的温度升高时，蒸气会膨胀，从而产生足够大的压力，产生气泡。这种气泡的大小经过许多温度变化周期会随时间而显著增大，结果扩散到金属表面上的水和氧气以及其它不希望的化学物质会显著地增加，从而导致严重的腐蚀。本专利技术一种形式的覆盖层可以减少氧气输送到基材上以致大大延缓腐蚀过程，即使覆盖层上有穿孔并且水和盐存在于腐蚀金属的表面上时也是如此。理想的是，为了防止腐蚀，水和氧气都应与可腐蚀的表面隔绝，但在包围例如管道的大部分土壤中水的浓度很高，以及尤其是施加覆盖层不牢固情况容易发生穿孔损坏，这两种情况都会加强水在一定程度上达到金属表面，但在覆盖层中使用氧气阻挡层从而获得高度有效腐蚀保护覆盖层体系达到与氧气分子隔绝的方法到目前为止尚不为人们所知。在涂层上存在开孔损坏的地方，水进入的趋势就特别明显，这样所有的涂层都会发生一定程度的阴极脱接(disbondment)，结果实际上更使大块而且日益增大的表面暴露在电解质(土壤水)中。由于脱接的前沿与暴露的损坏表面距离远，因而保护性的阴极电流无法达到这些远距离的前沿。所以，这些前沿将产生相对于阴极损坏较严重部位的电位差而成为导致腐蚀的阳极。要使这些远距离的前沿发生腐蚀，存在氧气分子是关键性的，该氧气分子可以容易地透过氧气渗透率较高的常规涂层。但若存在氧气阻挡层就可以阻止氧气通过涂层达到受不到阴极保护体系保护的该距离较远的区域。第二层即分子阻挡层也可以是二氧化碳的有效阻挡层，这样就减少或消除了-->二氧化碳会促进的应力腐蚀破裂产生。本专利技术的这两层和整个覆盖层的特征在于对它们防止气体或水蒸气通过的能力采用两个相关但不同的衡量标准。首先，各单层的衡量标准是用它们对于水蒸气、氧气和／或二氧化碳的渗透率。对于给定分子种类的物质，“渗透率”被认为是构成该层的材料的绝对或固有的特征。更具体地说，本专利技术覆盖层中所含各层的渗透率可以定义为下述通式中通过阻挡层质量传输的比例常数P。AMΔT=P(AΔP)L]]>其中P =阻挡层的渗透率A =阻挡层的面积L =阻挡层的厚度AP =通过阻挡层的分压差有机聚合物可按它们限制分子通过的程度来进行分类，各种聚合物在表1和表2(来自Kroschwitz,J.I.,“聚合物科学和工程简明百科全书(Concise Encyclopediaof Polymer Science and Engineering)”,Wiley-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防止腐蚀的覆盖层，它包含至少两层直接或间接连接在一起的有区别的有机聚合物层，其中：（ａ）其第一层在２３℃，１００％ＲＨ时的水蒸气渗透率为０．００５至１０ｇ．ｍｍ／ｍ↑［２］／２４ｈ；（ｂ）其第二层具有：（ｉ）在２３℃，５０％ ＲＨ时的氧渗透率为０．０１至１０ｃｍ↑［３］．ｍｍ／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ；和／或（ｉｉ）在２３℃，５０％ＲＨ时的二氧化碳渗透率为０．０１至３０ｃｍ↑［３］．ｍｍ／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ；并且所述整个覆盖层具有：（ｃ）在 ２３℃时的水蒸气传输量为０．０５至０．６ｇ／ｍ↑［２］／２４ｈ；（ｄ）在２３℃时的氧传输量为０．０１至１０ｃｍ↑［３］／ｍ↑［２］／２４ｈ．ａｔｍ；和／或（ｅ）在２３℃时的二氧化碳传输量为０．０１至２０ｃｍ↑［３］／ｍ↑［２］／２４ ｈ．ａｔｍ。
【技术特征摘要】
GB 1996-2-22 9603792.41．一种防止腐蚀的覆盖层，它包含至少两层直接或间接连接在一起的有区别的有机聚合物层，其中：(a)其第一层在23℃,100％RH时的水蒸气渗透率为0.005至10g.mm/m2/24h；(b)其第二层具有：(ⅰ)在23℃,50％RH时的氧渗透率为0.01至10cm3.mm/m2/24h.atm；和/或(ⅱ)在23℃,50％RH时的二氧化碳渗透率为0.01至30cm3.mm/m2/24h.atm；并且所述整个覆盖层具有：(c)在23℃时的水蒸气传输量为0.05至0.6g/m2/24h；(d)在23℃时的氧传输量为0.01至10cm3/m2/24h.atm；和/或(e)在23℃时的二氧化碳传输量为0.01至20cm3/m2/24h.atm。2．如权利要求1所述的覆盖层，其中在23℃,100％RH时所述的水蒸气渗透率为0.005至7g.mm/m2/24h。3．如权利要求1或2所述的覆盖层，其中在23℃,50％RH时所述的氧渗透率为0.01至6cm3.mm/m2/24h.atm。4．如权利要求1,2或3所述的覆盖层，其中在23℃,50％RH时所述的二氧化碳渗透率为0.01至15cm3.mm/m2/24h.atm。5．如上述任一项权利要求所述的覆盖层，其中在23℃时所述的水蒸气传输量为0.05至0.4g/m2/24h。6．如上述任一项权利要求所述的覆盖层，其中在23℃时所述的氧传输量为0.01至5cm3/m2/24h.atm，更好为0.01至1cm3/m2/24h.atm。7．如上述任一项权利要求所述的覆盖层，其中在23℃时所...
【专利技术属性】
技术研发人员：DK泰勒，M韦尔杰，RE斯蒂尔，A泰瑟格，A安德内斯，
申请(专利权)人：肖尔工业有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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