大型钢结构防腐中的纳米技术

纳米技术在各种表面改性层与不同用途的涂料中具有广泛的应用前景。这里只针对钢结构腐蚀控制的特殊要求进行讨论。

（1）无机覆盖层主体结构纳米化：在无机防腐涂层或表面处理层的情况下，使用某些特殊方法，可以使覆盖层呈现纳米结构，从而带来一系列膜层性质的变化。通常，覆盖层在化学性质上相对钢基体总是惰性的。如要达到好的防蚀效果与长久不失效，就要求它与基体的结合强度要高，覆盖完整，孔隙率与缺陷少，均匀性好，耐冲击，具有高的强度与一定的韧性。其中韧性与一定的形变能力是重要的。许多情况下无机涂层失效的主要原因就是它的韧性差。当然还有结合力的总量。纳米结构无疑会使无机覆盖层的与强度得到改善，从而提高它的抗失效能力。由于形变协调性增加，还会提高它与钢表面的结合强度。还应注意到，一般涂层防腐靠的是它对介质的传输减缓和界面键合的作用

（2）传统有机涂料的性能的提升：通过向涂料中添加某些各类的纳米粒子形成的纳米复合涂料，可以导致性能的大幅度提高。如TiO2、SiO2、ZnO、Fe2O3等纳米粒子通过对紫外线的散射作用，可以地提高有机涂料的耐老化性。此外还可用以改善某些各类涂料的流变性、附着力、膜的机械强度、硬度、光洁度、耐光性和耐候性等。纳米粒子在这些方面的作用，对于钢结构防腐涂料与其它用途的涂料来说在本质上并无差别。这方面的工作相对较多，但距离在重防腐中得到有效应用还有一段路要走。

（3）钢结构自防护腐蚀产物形态控制：耐候钢相对于碳钢有较好的耐大气腐蚀性能，一般不需要表面处理就具有抗蚀性，因而得到广泛应用。原因在于其表面形成的腐蚀产物阻碍了腐蚀介质的进入，从而保护了基体。但它也存在腐蚀失效问题。近年研究发现，通过表面忏悔处理，可以得到更加致密的腐蚀产物层，使防蚀性能得到大幅度提高。研究表明，所得产物具有纳米结构。这里的关键是如何能够有效地人为控制腐蚀产物的形态。