我国每年因金属材料腐蚀造成的损失高达5000亿元，约占国民生产总值的5%.说到腐蚀，人们首先想到的是如何进行防护。
镁和铝都是在19世纪被发现的。1808年，英国维用钾还原氧化镁制得了金属镁。1827年，德国化学家维勒用金属钾还原无水氯化铝，制备出了较纯的铝。镁和铝在元素周期表中处于相邻位置，化学特性相近，镁在铝的前一位，比铝更活泼。全世界大概有400种铝合金，而镁合金却不超过30种。“原因是镁的耐腐蚀性能不好。”——丁文江。
“ 镁合金的耐蚀性能与防护是国际金属材料领域的前沿科学问题，是制约镁合金工程应用的关键技术瓶颈，具有重大国家发展战略需求。”——潘复生
文镁HQ—镁合金耐蚀防护涂料针对镁合金防腐难度大，防护层易脱落，耐盐雾时间短，前处理工艺复杂费用高昂、重金属含量高污染严重、防护层损坏后修护困难等行业痛点问题，突破了有机涂料难以在镁合金基材直接成膜的行业禁区，全球首创了中性盐雾2000H的镁合金涂料、镁合金防护缺陷修复涂料、镁合金建筑模板涂料、页岩油气开采镁合金可溶暂堵工具涂料、镁合金汽车轮毂涂料、镁合金耐蚀导电功能涂料，镁合金旅行箱保护涂料，镁合金导热涂料，镁合金隔热涂料，镁合金抗菌涂料，镁合金不沾涂料，镁合金疏水涂料，冷变形镁合金防护涂料，一步到位解决多种防腐问题的镁合金多用防护涂料等多个不同性能的镁合金防护涂料、为用户提供了更多选择，拓展了镁合金的应用范围，其铅、镉、铬、汞含量符合欧盟ROHS指令和GBT23994-2009要求，达到GJB150A-2009对中性盐雾、酸性大气、高低温、湿热、震动、防霉性的基本要求，2024、2025年连续两年被潘复生院士提名为国际镁科学技术成果奖候选人。这里采用实物图片展示了部分镁合金保护涂料的试验方法和试验结果。
文镁HQ-镁合金防护涂料研发背景
镁是最轻的结构金属材料，也是极易遭受腐蚀的金属材料。随着社会对“轻量化、轻便化、轻薄化”的需求与日俱增，镁因其得天独厚的优势而日益受到人们的青睐；与此同时，又因为镁化学活性高，耐腐蚀性差，也成为阻碍镁合金应用扩展的关键技术瓶颈。
为提高镁合金的防护能力，人们相继研究出了包括化学膜转化、阳极氧化、微弧氧化等前处理，金属涂层、有机涂层，以及热喷涂、冷喷涂、物理气相沉积、离子注入处理、激光表面合金改性等在内的多种镁合金表面防护技术，奠定了现代镁合金防护的基础，有些上世纪40年代的镁合金前处理技术至今依然在生产中继续应用。
纵观目前的镁合金防护技术，不同程度地存在着：重金属含量高、污染严重、前处理费用高昂、资源浪费大、耐蚀防护工艺复杂和实施难度大、防护层易脱落、耐盐雾时间短、防护层损坏后修护困难、在交变循环电化学应力腐蚀环境下防护性不足，难以满足无线电子信息设备对镁合金耐蚀导电的要求，以及社会和公众对绿色环保的要求等问题。
随着轻量化、轻便化、轻薄化的到来，镁合金的应用越来越广。由于不同应用场景中镁合金制品使用环境的恶劣性和多变性、受力的复杂性与多样性、以及对镁合金制品长久使用要求等，都对镁合金的防护技术提出了前所未有的挑战，研究开发高性能的镁合金防护涂料，提升镁合金制品的防护能力，已经成为影响全球镁行业发展速度、发展方向、发展规模的重大问题。
在镁合金应用和推广的过程中，客户提出的诸多课题：
（1）要满足汽车轮毂、汽车和高铁底盘等镁合金制品，长期在乱石击打、冲击条件下的防护要求；
（2）要满足镁合金在简单前处理工艺条件下的长效防护要求；
（3）要满足镁合金建筑模板，在交变循环电化学应力腐蚀环境下，持续的防护要求；
（4）要满足镁合金表面防护层损伤后，现场快速修复防护层的使用要求；
（5）要满足电子信息设备对镁合金表面耐蚀导电和导热的功能要求；
（6）要满足非常规油气开采中对镁合金可溶桥塞桥塞的耐蚀防护可溶的功能要求。
（7）要满足海洋装备在“高温、高湿、高盐雾、高紫外线”的长效重防腐要求。
（8）要满足用户采用低成本前处理，代替费用昂贵的微弧氧化前处理工艺的镁合金防护要求；
（9）要满足欧盟ROHS指令和GBT23994-2009中对铅Pb、镉Cd、铬Cr、汞Hg元素的限量要求；
（10）要满足GJB150A-2009装备实验室环境试验方法，有关中性盐雾、酸性大气、高低温、湿热、震动、防霉性的通用要求；
（11）要满足用户对镁合金的一次涂覆面面俱到的快餐式多功能防腐的要求；
（12）要满足社会和公众对镁合金绿色环保的防护要求。
为此开发了不同性能的文镁HQ-镁合金防护涂料，这里分别介绍它们的实验过程、测试方法、实验结果和中试情况，以及对应用前景的展望。
欧盟ROHS指令和GBT23994-2009
1、欧盟ROHS指令：
ROHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，全称是《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》该标准已于2006年7月1日开始正式实施，主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准对生产上述产品的原材料、生产工艺、包装材料等生产链所用的有害元素都进行了严格规定，其目的在于消除电机电子产品中的铅、镉、汞、六价铬等元素的危害。
2、GBT23994-2009与人体接触的消费产品用涂料中特定有害元素的限量标准，将与人体接触的消费产品用涂料分为A、B两类。
A类：直接与食品接触的消费产品用涂料，如食品包装罐、饮料瓶、炊具、餐具等。
B类：其他能直接与人体接触的消费品用涂料，如家具、文具、医疗器械、手机、数码相机、配饰、家电等。
第三方证明文件
1、检测机构依据GJB150A-2009所做的检验报告：中性盐雾、酸性大气、振动、高低温、湿热、霉菌全部合格
2、客户试验和验证报告
3、荣誉证书和发明专利申请受理通知书
文镁HQ—镁合金涂料的耐盐雾性和耐热性
1、在银光华盛镁业微弧氧化AZ31B底材上涂覆文镁HQ—镁合金防腐涂料，用鹅卵石冲击后做中性盐雾1500H
2、在导电氧化的压铸镁合金底材表面涂覆文镁HQ-镁合金防护涂料的中性盐雾试验
3、在砂纸打磨除油后的镁合金表面，涂覆文镁HQ-镁合金防护涂料，划交叉线进行的中性盐雾试验
4、文镁HQ-镁合金防护涂料耐酸性盐雾性能
下图是客户按照GJB150.11A-2009，第11部分：酸性盐雾试验，对文镁HQ-镁合金防护涂料进行的测试
底材：化学氧化的镁合金板材
涂料：文镁HQ-底面合一镁合金防护涂料，在PH值3.5，温度35℃，5%的醋酸氯化钠水溶液中，沉降率1—3ml/80cm²h，经192小时酸性盐雾试验。
5、文镁HQ—镁合金涂料的耐热性
6、涂覆文镁HQ—镁合金涂料前后的镁合金材料，在5%NaCl+5%醋酸水溶液中的表现
文镁HQ—镁合金涂料的力学性能
1、从4m高空连续36次坠落试验，检验耐冲击性
随着镁合金的广泛应用，镁合金的服役条件越来越苛刻，对镁合金防腐性要求越来越高。镁合金除了必须具备必要的防腐性之外，还必须同时具备一定的力学性能，才能适应人们对其轻量化、轻薄化、轻便化的要求。提高镁合金防腐涂层的力学性能是扩大镁合金应用的关键。
2、小锤敲击试验
3、耐乱石击打试验
文镁HQ—镁合金表面防护层损伤修复涂料
镁合金制品在使用中存在着当镁合金表面防护层局部损伤时，这些损伤底部的镁合金基体随即就会产生腐蚀，随着时间的延长，腐蚀在镁合金防护层底部不断向四周扩展，导致镁合金表面防护层脱落，使得镁合金制品也因腐蚀严重而失效，不得不提前报废，已成为人们使用镁合金的心腹之患，业界外迄今尚无一个简便有效的应对方法。
目前在镁合金使用中当出现表面保护层缺陷时，人们多采用立即更换的方法来化解这一问题。对此，我们研发了这一款文镁HQ-镁合金表面防护层损伤修复涂料。
文镁HQ-镁合金建筑模板防护涂料
镁合金建筑模板是我国的一项创举，也是为全球建筑行业的一大贡献！这不仅是对我国当代镁合金材料性能及其加工工艺的考验，也是对我们镁合金防护能力的一次挑战，倍受镁行业关注。镁合金建筑模板在运输、安装、浇筑、拆卸、转移、周转中，其表面涂层难免多次反复受到坠落带来的冲击、钢铁等建筑材料造成的划伤、混凝土浇筑振捣引起的砂石往复运动带来的磨损、拆模产生的拉力等多种机械外力作用；要长期承受混凝土浇筑硬化过程中产生的冷热交替和压力增减变化、以及富含表面活性剂的外加剂溶液多次反复浸润渗透等物理作用；要长期承受水泥、外加剂与水组成的强碱和氯化物水溶液对镁合金表面防腐层和基材的化学作用，造成镁合金表面防护层损伤、脱落、金属基体腐蚀，使镁合金模板难以继续使用。
2024年5-11月文镁HQ-镁合金建筑模板涂料在某大厂工地进行了7个月的中试，该涂料提升了该公司对镁合金建筑模板涂料的性能要求和质量标准、使他们看到用该涂料翻新旧模板代替过去回炉压铸重新制作镁模板的希望，从而降低生产和使用成本。
非常规油气开采镁合金可溶桥塞防护涂料
桥塞是油气勘探开发中大规模用于井下套管里封隔油、气、水层的专用工具。镁合金可溶桥塞作为非常规油气井高效开采主体核心技术的关键装备，其性能直接决定了压裂作业的成败和油气开发的效益。我国复杂的地质条件和严苛的井下工况，对镁合金可溶桥塞性能提出了更高要求。表现为超深层、超深层常规油气普遍埋藏深、地应力高，压裂改造时存在施工压力高、温度高、缝宽窄、改造体积偏小和压后初产效果差等问题，极易造成可溶桥塞球坐封失败、阻卡、散架等问题。
为此我们与多家单位合作，开发了文镁HQ—镁合金可溶桥塞保护涂料，经使用证明可延长镁合金可溶桥塞有效工作时间，防止过早失效，提高镁合金可溶桥塞的抗压性和耐温性，提高压裂效果，提高非常规油气资源开采的安全性、可靠性、经济性、时效性，为非常规油气资源的高效开发提供了有力的技术支撑。扩大了镁合金在该领域的应用。已成功应用于油气开采中。
文镁HQ—镁合金耐蚀导电涂料
目前在通讯航空航天等电子领域使用镁合金时遇到了导电性、绝缘性、耐蚀性难以兼顾问题，由此引发了电磁屏蔽、信号干扰、静电、短路、漏电、击穿等风险，严重制约着镁合金在航天、航空及电子信息设备领域的应用。为此，目前人们采用了化学转化导电膜、电镀/化学镀导电膜、磁控溅射导电层等方法，以图在镁合金表面形成一个牢固稳定的导电层，以满足电子设备轻量化的需要。这些方法在镁合金表面形成的导电层存在着如下问题：
1、镁合金表面导电层，耐蚀性差、使用寿命短，设备故障多、可靠性低；
2、镁合金表面导电层常因摩擦、冲击、变形、刮擦等原因出现损伤；
3、无法满足电子设备在户外以及运动状态下，特别是“高温、高湿、高盐雾、高紫外线”海洋环境下的基本要求。
4、目前导电涂料的导电性能还停留在具有导电性的阶段，特别是使用毫欧表触头测量导电层100mm距离接触电阻时，测量值波动大、很不精确，影响质量检验、产品验收，设备制造，难以满足高精度导电要求。
5、镁合金表面导电层制作工艺复杂、加工精度高、生产条件苛刻、费用高昂、环境污染大、使用效果差。
文镁HQ-镁合金多用防护涂层
降低镁合金保护的难度、延长其使用寿命，让用户能简单、快速、有效地处理镁合金保护问题，这是镁合金行业发展面临的迫切问题。
(1) 当对镁合金的保护要求不高时（如 3C 电子产品、家用照明灯具、汽车内饰、扶手、相机外壳等），将其应用于镁合金基板上，无需复杂的化学预处理，只需喷涂 30—40μm 即可对镁合金提供一定程度的保护。当需要防护能力更强时，可以通过增加涂层厚度来提高防护性能。
(2) 使用该涂料，通过镁合金化学前处理工艺，提高镁合金多用途防护涂层的防护性能。
(3) 本涂料可以做底漆使用，也可做中涂漆、表面涂料使用。
(4) 当对镁合金的防护要求较高时，也可将它和前处理工艺与其他表面保护层一起使用，一次涂覆面面俱到，用简单快捷有效的“快餐式”做法满足用户对镁合金多功能防腐要求。
文镁HQ—镁合金拉杆箱保护涂料
镁合金拉杆箱看似简单，实则不然。除了具备轻便美观的特性外，它在使用过程中还需承受挤压变形、摩擦刮擦、磕碰摔打、野蛮装卸以及震动颠簸等带来的损伤。特别是在使用中，当涂漆表面出现局部损伤，导致镁合金底材暴露时，裸露的镁合金在高温潮湿天气下会加速腐蚀，甚至造成箱体洞穿，令人十分尴尬。
镁合金拉杆箱表面保护涂料，集防撞、抗磨、耐刮、抗菌、自清洁、防污等多种功能于一体，能让镁合金拉杆箱生产商一次性轻松解决镁合金拉杆箱的防腐问题。
“有了它，老板再也不用为镁合金拉杆箱使用中出现的腐蚀问题担心啦！”
文镁HQ—镁合金防护涂料的特点、用途、使用效益
1、特点:
1）涂料中铅Pb、镉Gd、铬Cr、汞Hg有害元素含量符合欧盟ROHS指令和国标GBT23994-2009 与人体接触的消费产品用涂料特定有害元素限量规定；
2）涂料符合GJB150A-2009装备实验室环境试验方法，有关中性盐雾、酸性盐雾、酸性大气、高低温、湿热、震动、防霉性的通用要求；
3）涂料可通过喷涂、刷涂、滚涂等防腐施工，可加热烘烤，也可常温自然干燥、操作简单、使用方便；
4）涂料防腐性能突出、力学性能优良、短期极限耐热250℃、适应范围广；
5）涂料对多种不同型号的镁合金基材、对多种不同前处理的镁合金材料、均有良好的适应性和防护性，降低了镁合金防腐难度；
6）涂料一物多用，防腐性和功能性兼备、底面合一、底中合一、底中面三位一体、一剂在手可同时实现多种防腐功能，大幅度减少了镁合金防腐材料的种类和数量，降低了镁合金防腐难度和防腐工艺复杂性、以及因防腐原料种类多造成的操作失误，极大地方便使用者。用户一次涂覆面面俱到，满足对镁合金简单快捷有效的快餐式多功能防腐要求。
7）克服了以往镁合金防护层受损，防腐层修复难的顽疾。
2、使用效益：
1）提高镁合金制品的防腐性能，延长了镁合金零部件的使用寿命。
2）扩大镁合金制品的使用范围，使过去不敢用镁合金的地方，不敢接的订单变为可能。
3）有利于扩大高附加值镁合金制成品的出口，提高我国镁合金加工企业的利润。
4）减少有害重金属在镁合金防护的用量、提高镁合金产品的表面防护安全等级、降低重金属污染。
5）降低镁合金表面处理质量要求、减少前处理费用、简化镁合金涂装工艺。
6）缩短涂装周期、降低镁合金加工企业的生产成本，节约资源。
7）性能灵活多变、适用范围广。
8）提高了镁合金防腐涂装的合格率。
3、用途:
1）可用于户内、户外，以及“高温、高湿、高盐雾、高紫外线”等极端腐蚀环境下的镁合金防护；
2）可用于对力学性能和防腐性要求较高的镁合金零部件如汽车轮毂、汽车底盘、高铁底盘、货车箱体、车体外部镁合金零部件的防护；
3）可用于复杂电化学应力腐蚀环境下，持续的防护要求；
4）可用于3C、手机、汽车、高铁、轨道交通等内饰件、以及摩托车、电动自行车的防腐要求。
5）可用于5G通讯基站、电子信息设备、航空、航天等场合对镁合金耐蚀导电要求的防护。
6）可用于与人体直接接触的镁合金产品以及出口镁合金材料防腐涂层。
7）可用于镁合金防腐层损伤后的现场修复。
8）可用于新能源汽车镁合金电池壳体，电驱镁合金壳体的防护。
9）可用于不同材料组成的连接部位的防护。
10）可用于页岩油气开采中镁合金压裂可溶桥塞的表面保护。
11）可用于镁合金汽车水箱和水管的防护。
12）可用于镁合金导热防护的需要。
13）可用于镁合金隔热保护的需求。
结束语
轻量化、轻便化、轻薄化为镁合金带来了史无前例的发展机遇，也为镁合金防腐带来了前所未有的艰巨挑战。文镁HQ—镁合金防护涂料，使过去不敢用镁合金的地方，不敢接的订单，不敢想的防腐方案变成了可能。愿文镁科技——镁合金抗蚀防护的好伴侣。
关于我们
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