環保型重防腐涂料的研究進展與發展趨勢

　　文/林安，汪的華，朱華，劉敏，葉惠明，李閔，毛旭輝，肖巍·武漢大學，方達經·中交武漢港灣工程設計研究院

　　本文從我國涂料的市場狀況出發，介紹了環保型重防腐涂料的種類和各自的優劣勢，分析了環保型重防腐涂料的研究進展與發展趨勢，并對近年來出現的幾種新型重防腐涂料的涂裝技術進行了評價。

　　我國自2009年起，已成為全球涂料生產、消費第一大國，涂料工業發展迅速。2010年中國各類涂料產量分布圖如圖1所示。從圖1中可以看出，建筑涂料已占據涂料市場的半壁江山。
 

　　2012~2015年國內涂料需求量預測如圖2所示。從圖2中可以看出，未來我國涂料產銷量還將繼續保護穩定增長。

　　未來國內涂料的發展應關注以下幾個方面。

　　（1）建筑涂料發展速度高于涂料行業整體增長幅度，環保將成為拉升建筑涂料市場增長的最關鍵因素，即降低VOC（除甲醛）--零VOC、節能環保為需求方向。

　　（2）由于高熱度的汽車市場需求，汽車涂料與汽車修補漆將占有更大的市場份額。

　　（3）水性木器涂料將得到更廣泛地推廣。

　　（4）我國地坪涂料將向水性化發展。

　　（5）我國的粉末涂料在2009年己擁有80萬噸，居世界第一位。

　　（6）輻射固化涂料每年以近10%的速度增長。

　　（7）中國工業及進出口的復蘇，將帶動風電涂料、光固化涂料、集裝箱涂料、船舶涂料等特種涂料及重防腐高性能涂料的增長。

　　（8）節能、環保、高性能是我國涂料工業的發展目標，也是中國涂料核心產品的開發方向，環保型重防腐涂料成為涂料研發的一大熱點。

幾種環保型重防腐涂料

　　水性重防腐涂料

　　水性重防腐涂料也具有水性涂料的相關特點。優點包括低粘度、低VOC、低可燃性、低毒及使用方便。缺點則是成本高，且水的比熱大難揮發，環境溫度和濕度對其成膜和干燥速度影響大，同時對基材清潔度要求高。

　　此外，作為高性能防腐涂料，水性重防腐涂料還具有其他問題，如閃銹現象、穩泡現象、顏填料絮凝現象、表干時間過長、涂層耐水性不足等。這就要求水性重防腐涂料在進行涂層體系設計時充分顧及成膜樹脂的充分交聯、顏填料與樹脂間的相互作用，成膜樹脂與金屬間的作用力，以及多層涂料體系間的有效結合。在其中，高性能成膜樹脂是水性重防腐涂料研究發展的熱點與關鍵問題。

　　水性丙烯酸重防腐涂料可應用與大多數基材上，包括鋼材、鍍鋅件、鋁材等；水性環氧重防腐涂料主要用于壓載水艙、長輸油管、長輸天然氣管等管道外壁；水性無機硅酸鋅重防腐涂料主要用于復涂已涂裝過的油罐或化學罐。此外，對許多管壁、橋梁工件具有良好的陰極保護效果，有效防止電化學腐蝕。

　　水性重防腐涂料的發展趨勢主要體現在：耐高溫、耐輻射等高性能特種水性重防腐涂料的研究與開發已成為市場需求；重防腐涂料成膜樹脂的復合改性，尤其是互穿網絡（IPN）技術等改性方法的開發是水性重防腐涂料的重要研究方向；納米復合材料在特種水性重防腐涂料中的應用研究具有很好的前景。

　　水性重防腐涂料的應用實例較多，遍及國內外，行業應用面廣泛。如上海徐浦大橋（圖3a）、秦山核電站（圖3b）、上海體育場（圖3c）采用的是水性硅酸鋅重防腐涂料，三峽水電站（圖3d）用水性聚氨酯-環氧-丙烯酸改性重防腐涂料。
 

　　粉末重防腐涂料

　　粉末涂料屬于零VOC的環保涂料，具有可回收、無溶劑、生產施工安全及易自動化涂裝等特點，清除容易、過噴涂涂料可回收再利用，施工后涂膜基本上不產生真空，涂膜耐久性好。廣泛應用于家用電器、交通、建筑和工業領域。

　　目前，粉末涂料己進入穩定發展期，市場份額一直維持在10%~12%之間。我國粉末涂料行業整體技術水平不高，高端粉市場被國外企業壟斷，幾乎占80%以上的市場份額。

　　在我國環氧重防腐粉末涂料及固化劑己實現國產化。我國粉末涂料主要應用于汽車工業、船舶工業、管道工業、熱敏材料和建筑五大領域，應用品種多為粉末重防腐涂料。其相關產品仍存在不足，可薄涂、可低溫固化、高裝飾性及高耐候性等涂料品種尚缺乏具有合適性價比的、有競爭力的產品；國內粉末涂料仍普遍采用毒性大的TGIC作為固化劑，與國外的低毒固化劑存在差距。

　　粉末涂料的發展方向是低溫固化和快速固化、薄膜化、功能化、專用化和美術型粉末涂料。可低溫固化樹脂的研制以及新的固化工藝的開發是新型重防腐粉末涂料的重要研究方向。

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