環(huán)保型重防腐涂料的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)

　　文/林安，汪的華，朱華，劉敏，葉惠明，李閔，毛旭輝，肖巍·武漢大學(xué)，方達(dá)經(jīng)·中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院

　　本文從我國(guó)涂料的市場(chǎng)狀況出發(fā)，介紹了環(huán)保型重防腐涂料的種類和各自的優(yōu)劣勢(shì)，分析了環(huán)保型重防腐涂料的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)近年來(lái)出現(xiàn)的幾種新型重防腐涂料的涂裝技術(shù)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

　　我國(guó)自2009年起，已成為全球涂料生產(chǎn)、消費(fèi)第一大國(guó)，涂料工業(yè)發(fā)展迅速。2010年中國(guó)各類涂料產(chǎn)量分布圖如圖1所示。從圖1中可以看出，建筑涂料已占據(jù)涂料市場(chǎng)的半壁江山。
 

　　2012~2015年國(guó)內(nèi)涂料需求量預(yù)測(cè)如圖2所示。從圖2中可以看出，未來(lái)我國(guó)涂料產(chǎn)銷量還將繼續(xù)保護(hù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。

　　未來(lái)國(guó)內(nèi)涂料的發(fā)展應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面。

　　（1）建筑涂料發(fā)展速度高于涂料行業(yè)整體增長(zhǎng)幅度，環(huán)保將成為拉升建筑涂料市場(chǎng)增長(zhǎng)的最關(guān)鍵因素，即降低VOC（除甲醛）--零VOC、節(jié)能環(huán)保為需求方向。

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

　　（3）水性木器涂料將得到更廣泛地推廣。

　　（4）我國(guó)地坪涂料將向水性化發(fā)展。

　　（5）我國(guó)的粉末涂料在2009年己擁有80萬(wàn)噸，居世界第一位。

　　（6）輻射固化涂料每年以近10%的速度增長(zhǎng)。

　　（7）中國(guó)工業(yè)及進(jìn)出口的復(fù)蘇，將帶動(dòng)風(fēng)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(zhǎng)。

　　（8）節(jié)能、環(huán)保、高性能是我國(guó)涂料工業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，也是中國(guó)涂料核心產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方向，環(huán)保型重防腐涂料成為涂料研發(fā)的一大熱點(diǎn)。

幾種環(huán)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(guān)特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)包括低粘度、低VOC、低可燃性、低毒及使用方便。缺點(diǎn)則是成本高，且水的比熱大難揮發(fā)，環(huán)境溫度和濕度對(duì)其成膜和干燥速度影響大，同時(shí)對(duì)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(wèn)題，如閃銹現(xiàn)象、穩(wěn)泡現(xiàn)象、顏填料絮凝現(xiàn)象、表干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、涂層耐水性不足等。這就要求水性重防腐涂料在進(jìn)行涂層體系設(shè)計(jì)時(shí)充分顧及成膜樹(shù)脂的充分交聯(lián)、顏填料與樹(shù)脂間的相互作用，成膜樹(shù)脂與金屬間的作用力，以及多層涂料體系間的有效結(jié)合。在其中，高性能成膜樹(shù)脂是水性重防腐涂料研究發(fā)展的熱點(diǎn)與關(guān)鍵問(wèn)題。

　　水性丙烯酸重防腐涂料可應(yīng)用與大多數(shù)基材上，包括鋼材、鍍鋅件、鋁材等；水性環(huán)氧重防腐涂料主要用于壓載水艙、長(zhǎng)輸油管、長(zhǎng)輸天然氣管等管道外壁；水性無(wú)機(jī)硅酸鋅重防腐涂料主要用于復(fù)涂已涂裝過(guò)的油罐或化學(xué)罐。此外，對(duì)許多管壁、橋梁工件具有良好的陰極保護(hù)效果，有效防止電化學(xué)腐蝕。

　　水性重防腐涂料的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)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(kāi)發(fā)已成為市場(chǎng)需求；重防腐涂料成膜樹(shù)脂的復(fù)合改性，尤其是互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN）技術(shù)等改性方法的開(kāi)發(fā)是水性重防腐涂料的重要研究方向；納米復(fù)合材料在特種水性重防腐涂料中的應(yīng)用研究具有很好的前景。

　　水性重防腐涂料的應(yīng)用實(shí)例較多，遍及國(guó)內(nèi)外，行業(yè)應(yīng)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(chǎng)（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(huán)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(huán)保涂料，具有可回收、無(wú)溶劑、生產(chǎn)施工安全及易自動(dòng)化涂裝等特點(diǎn)，清除容易、過(guò)噴涂涂料可回收再利用，施工后涂膜基本上不產(chǎn)生真空，涂膜耐久性好。廣泛應(yīng)用于家用電器、交通、建筑和工業(yè)領(lǐng)域。

　　目前，粉末涂料己進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期，市場(chǎng)份額一直維持在10%~12%之間。我國(guó)粉末涂料行業(yè)整體技術(shù)水平不高，高端粉市場(chǎng)被國(guó)外企業(yè)壟斷，幾乎占80%以上的市場(chǎng)份額。

　　在我國(guó)環(huán)氧重防腐粉末涂料及固化劑己實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。我國(guó)粉末涂料主要應(yīng)用于汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、管道工業(yè)、熱敏材料和建筑五大領(lǐng)域，應(yīng)用品種多為粉末重防腐涂料。其相關(guān)產(chǎn)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(jià)比的、有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；國(guó)內(nèi)粉末涂料仍普遍采用毒性大的TGIC作為固化劑，與國(guó)外的低毒固化劑存在差距。

　　粉末涂料的發(fā)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(shù)型粉末涂料。可低溫固化樹(shù)脂的研制以及新的固化工藝的開(kāi)發(fā)是新型重防腐粉末涂料的重要研究方向。

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