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  2. 專題 | 海洋防腐蝕涂料的發(fā)展現(xiàn)狀及進(jìn)展簡(jiǎn)述
    2020-04-17 14:36:03 來源:《腐蝕與防護(hù)之友》 分享至:

    文 | 王博1 魏世丞 1 黃威 1 王玉江 1 梁義 1  郭蕾 1 陳先華 2 潘復(fù)生 2 徐濱士 1

    1. 陸軍裝甲兵學(xué)院裝備再制造技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2. 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

     

     

    0 前 言

     

    目前,人類對(duì)海洋裝備設(shè)施的研究工作力度不斷加大,然而制約海洋經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵問題是海洋的腐蝕問題 ,其不僅嚴(yán)重威脅海洋裝備設(shè)施的服役安全和壽命,同時(shí)帶來了不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年因腐蝕造成的損失高達(dá) 1.4~2.2 萬億美元,因腐蝕報(bào)廢的鋼鐵制品總量相當(dāng)于鋼鐵產(chǎn)量的 1/3。中國工程院腐蝕調(diào)查報(bào)告顯示: 2013 年,我國因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 2.13 萬億元,占當(dāng)年 GDP 的 3.34%。腐蝕問題不僅給國民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失,因腐蝕失效引發(fā)的滲漏、爆炸、坍塌等災(zāi)難性事故更是屢見不鮮,同時(shí)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染、資源浪費(fèi),阻礙新技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)自然資源的損耗 。目前海洋裝備設(shè)施大都以海洋工程結(jié)構(gòu)用鋼、鈦合金和鋁合金為主,其長(zhǎng)期處于干濕交替的富氧鹽霧、強(qiáng)紫外的海洋腐蝕環(huán)境 ,極易發(fā)生化學(xué)腐蝕 、電化學(xué)腐蝕和海生物腐蝕等多種腐蝕類型,腐蝕問題十分嚴(yán)重。以浪濺區(qū)為例,處于氧富集、海水的電解質(zhì)溶液、干濕交替、紫外線強(qiáng)環(huán)境中,腐蝕速度最快,鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕高達(dá) 1 mm/a。因此,如何運(yùn)用科學(xué)技術(shù),經(jīng)濟(jì)而安全地控制裝備設(shè)施的腐蝕行為,降低災(zāi)難性事故的發(fā)生,提高海洋裝備設(shè)施的服役安全性,延長(zhǎng)其服役壽命,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)與發(fā)展具有重大意義。

     

    海洋裝備防護(hù)措施是一項(xiàng)綜合且系統(tǒng)的工程,由于海洋腐蝕種類繁多,機(jī)理復(fù)雜,應(yīng)依據(jù)海洋裝備材料的腐蝕類型,采取有針對(duì)性、綠色、優(yōu)質(zhì)、長(zhǎng)效的防護(hù)技術(shù),預(yù)防或減緩腐蝕。目前主要的防護(hù)技術(shù)有:耐蝕材料的選擇、陰極保護(hù)、表面改性處理、涂層保護(hù)等。各種技術(shù)手段的優(yōu)劣對(duì)比如表 1 所示。

     

    表 1 防護(hù)措施一覽表

     

    防護(hù)技術(shù)

    優(yōu)點(diǎn)

    缺點(diǎn)

    耐蝕材料

    防護(hù)性好

    研發(fā)周期長(zhǎng)、質(zhì)量可控性差,成本高

    犧牲陽極

    結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、

    成本低

    防護(hù)周期短,維護(hù)成本高

    外加陰極電流

    保護(hù)周期長(zhǎng)、電流/電

    位可控

    成本高、設(shè)備復(fù)雜,維護(hù)困難

    表面改性

    結(jié)合力高、耐蝕性好、

    改變方式多

    制造環(huán)保性欠佳,易引入雜質(zhì)

    有機(jī)涂層

    操作簡(jiǎn)單、成本低、防

    護(hù)性好、維護(hù)方便

    功能單一

     

     

        從表 1 可以看出,各種防護(hù)技術(shù)都有一定的優(yōu)缺點(diǎn): 耐蝕材料防護(hù)性好,但是其投入成本高、研發(fā)周期長(zhǎng),質(zhì)量可控性差; 犧牲陽極保護(hù)法雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,但是其防護(hù)周期短,需要定時(shí)更換; 外加電流陰極保護(hù)技術(shù)防護(hù)周期長(zhǎng),電流、電位等參數(shù)可自動(dòng)化控制,但是其一次性投入成本高,設(shè)備還需日常維護(hù); 表面改性技術(shù)防護(hù)性能好,與基體結(jié)合力高,改性方式類型多,但是在改性過程中產(chǎn)生的廢液廢氣對(duì)環(huán)境造成了污染; 有機(jī)涂層防護(hù)技術(shù)性好、成本低、應(yīng)用范圍廣、操作簡(jiǎn)單、施工方便、維護(hù)方便,同時(shí)易與其他防護(hù)技術(shù)復(fù)合制備涂層或電化學(xué)保護(hù),而成為應(yīng)用最廣泛的防護(hù)技術(shù)之一。

     

    1 海洋防腐蝕涂料的涂層性能基本要求

     

    由于海水中含有高濃度 Cl 、SO2-4、Mg2+等,同時(shí)受日照、海風(fēng)、海生物等條件的影響,海洋大氣環(huán)境具有濕度高、鹽度高、紫外光照強(qiáng)、風(fēng)力大等特點(diǎn),是條件極為苛刻的腐蝕環(huán)境。傳統(tǒng)的有機(jī)涂層盡管具有一定的防護(hù)作用,但是其防護(hù)周期短,不能滿足海洋環(huán)境的使用要求。因此開發(fā)適于海洋環(huán)境的防腐蝕涂料是亟待解決的問題。作為海洋防腐蝕涂層必須具備以下特點(diǎn):

     

        ( 1) 應(yīng)具有優(yōu)異的耐蝕性能,能夠抵抗與此接觸的腐蝕介質(zhì),如酸、堿、鹽、水、油、各種化學(xué)物質(zhì)、廢液、廢水、廢氣等,既能抵抗腐蝕介質(zhì)的溶解,也能防止其被結(jié)構(gòu)破壞,又能阻止有害化學(xué)反應(yīng)直接侵蝕;( 2) 應(yīng)具有良好的介質(zhì)抗?jié)B透性,當(dāng)處于受腐蝕介質(zhì)之中,既能防止腐蝕介質(zhì)的入侵,又能抑制其發(fā)生反應(yīng); 同時(shí),應(yīng)具有良好的基材附著力和機(jī)械強(qiáng)度,附著力的大小是其能否發(fā)揮抗腐蝕能力的關(guān)鍵因素,附著力大,則利于其提高其防腐能力。

     

        ( 3) 由于在實(shí)際應(yīng)用中,涂層難免會(huì)與機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生相對(duì)動(dòng)靜承載的作用,故需有一定機(jī)械力和物理性能;最后,應(yīng)施工操作簡(jiǎn)單、具有方便、可維護(hù)和維修的特性。此外,還需具有一定的外層涂料的耐候性、疏水性,涂料整體應(yīng)滿足綠色環(huán)保性及環(huán)境保護(hù)要求的適應(yīng)性。

     

        ( 4) 涂層的各種性能之間不是獨(dú)立存在,而是綜合的作用,一方面是相互促進(jìn)的,另一方面是相互制約的。因此,開發(fā)出綠色、優(yōu)質(zhì)、長(zhǎng)效、多功能、低成本的海洋裝備設(shè)施的防腐涂層是未來的發(fā)展方向。

     

    2 海洋防腐蝕涂料的類型及應(yīng)用現(xiàn)狀

     

    目前,常用的海洋防腐蝕涂料有環(huán)氧防腐蝕涂料、聚氨酯防腐蝕涂料、富鋅防腐蝕涂料、丙烯酸防腐蝕涂料、橡膠防腐蝕涂料、氟樹脂防腐蝕涂料、有機(jī)硅防腐蝕涂料、聚脲防腐蝕涂料、玻璃鱗片防腐蝕涂料、石墨烯防腐蝕涂料等,各種涂料均具有一定的優(yōu)缺點(diǎn),其適用范圍也不相同。

     

    2.1 環(huán)氧防腐蝕涂料

     

    環(huán)氧防腐蝕涂料是以環(huán)氧樹脂為成膜物質(zhì),添加防腐蝕填料、助劑和溶劑等制備而成。環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料以其優(yōu)異的耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性、耐磨性、抗?jié)B透性及附著力強(qiáng)、強(qiáng)度高、收縮率低等優(yōu)點(diǎn),成為海洋防腐蝕涂料中應(yīng)用范圍最廣的重防腐蝕涂料之一。目前,Hempel 公司、IP 公司等國際公司生產(chǎn)的長(zhǎng)效防腐蝕環(huán)氧涂料展現(xiàn)出優(yōu)異的防腐蝕性能 。但由于環(huán)氧樹脂中,環(huán)氧基團(tuán)增多導(dǎo)致材料脆性大,目前國內(nèi)外研究學(xué)者通過對(duì)其改性,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。Mis-tukazu 等通過添加甲基丙烯酸甲酯來增強(qiáng)改性環(huán)氧樹脂與聚硅氧烷的相容性,其力學(xué)性能得到明顯改善。

     

        Chonkaew 等通過添加有機(jī)黏土和丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂,其防腐蝕效果得到改善,可用于浪花飛濺區(qū)結(jié)構(gòu)鋼的防護(hù)。Kathalewar 等[16] 利用腰果酚改性環(huán)氧樹脂,結(jié)果表明,改性后的環(huán)氧樹脂韌性提高 3 倍。崔燦燦等[17] 研究了水性改性環(huán)氧樹脂固化劑,制備出力學(xué)性能和化學(xué)性能優(yōu)異的環(huán)氧防腐蝕涂層。Li 等[18] 制備了含玻璃鱗片的環(huán)氧鱗片涂料,可應(yīng)用于特殊的海洋環(huán)境中。通過上述改性,有效提高了環(huán)氧樹脂的防腐蝕性能,拓寬了其在海洋環(huán)境中的應(yīng)用。涂料性能的好壞,關(guān)鍵是樹脂和固化劑的質(zhì)量,因此,環(huán)氧改性劑和固化劑的研究是提高環(huán)氧涂料的主要研究方向。

     

    2.2 聚氨酯防腐蝕涂料

     

    聚氨酯防腐蝕涂料與環(huán)氧樹脂涂料有著極為相似的性質(zhì),其由氨基甲酸酯鍵、羥基、異氰酸酯鍵等官能團(tuán)組成,具有優(yōu)異的耐酸堿鹽性、耐蝕性、常規(guī)力學(xué)性能和耐候性好等優(yōu)點(diǎn),多作為海上平臺(tái)、船舶、橋梁的防護(hù)面漆使用。英國 Metrotect 公司制備的雙組分聚氨酯防腐蝕涂料,防腐蝕性能優(yōu)良,已應(yīng)用于穿越尼日利亞河的油管線上。Jotun 公司生產(chǎn)的聚氨酯防腐蝕涂料,有效防護(hù)周期可達(dá) 30 a。Pathak 等利用縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷改性聚氨酯涂料,其耐熱性和力學(xué)性能得到了提高,熱降解溫度提高到了 206 ℃。中核凱利集團(tuán)公司制備出無溶劑的聚氨酯涂料,其防腐蝕性能達(dá)到國內(nèi)防腐蝕涂料標(biāo)準(zhǔn)。聚氨酯防腐蝕涂料是一類高固型、低 VOC 含量涂料,隨著涂料環(huán)保綠色化,開發(fā)高性能水性和高固低 VOC 含量的聚氨酯防腐蝕涂料是今后發(fā)展方向。

     

    2.3 富鋅防腐蝕涂料

     

    富鋅防腐蝕涂料是以鋅粉為主要填料的一類涂料的統(tǒng)稱。它具有優(yōu)異防銹能力,附著力強(qiáng)且其表面能低,廣泛應(yīng)用于橋梁、船舶及大型的鋼結(jié)構(gòu)等設(shè)備的底漆上,可分為有機(jī)富鋅涂料和無機(jī)富涂鋅涂料 2 大類。有機(jī)富鋅涂料主要以環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂為主成膜物,無機(jī)富鋅涂料主要以硅酸乙脂為主成膜物。Kakaei等研究了云母氧化鐵改性富鋅防腐蝕涂層對(duì)碳鋼陰極防護(hù)的影響,其陰極保護(hù)效果顯著提升。Yang 等通過對(duì)分層涂層的防腐蝕系統(tǒng)進(jìn)行性能評(píng)價(jià),結(jié)果表明,富鋅涂料防腐蝕效果顯著。Wei 等通過添加緩釋材料和有機(jī)成膜物改性水性無機(jī)富鋅涂料,其耐候性、抗滑移性均有所提高,且致密度和附著力也得到了提升。Cavalcanti 等研究了不同成膜物對(duì)富鋅涂料防腐蝕性能的影響,發(fā)現(xiàn)不同的成膜物及涂層厚度對(duì)富鋅涂料的防護(hù)效果有較大的影響。因此,在設(shè)計(jì)富鋅防腐蝕涂料時(shí),合理選用樹脂種類,可制備出防腐蝕性能優(yōu)異的富鋅涂層。

     

    2.4 丙烯酸防腐蝕涂料

     

    丙烯酸防腐蝕涂料是以丙烯酸樹脂為主成膜物的一類涂料的統(tǒng)稱。它具有良好的耐水性、耐蝕性、綠色環(huán)保、固化快等性能優(yōu)點(diǎn)。Rahman 等利用氧化鐵、環(huán)氧樹脂和硫酸銨改性丙烯酸制備防腐蝕涂層,其抗?jié)B透性和防腐蝕效果均得到有效提高。王國建利用有機(jī)硅改性丙烯酸酯單體,制備出耐水性、耐粘污性好的丙烯酸防腐蝕涂層。費(fèi)桂強(qiáng)等利用氧化石墨烯改性水性丙烯酸防腐蝕涂料,其防腐蝕效果提升顯著。目前,丙烯酸涂料大都是通過丙烯酸改性制備而成,只能解決單一方面的問題。因此,應(yīng)深入研究丙烯酸防腐蝕涂料的防護(hù)機(jī)制,制備出功能多樣、性能優(yōu)異的丙烯酸防腐蝕涂料。

     

    2.5 橡膠防腐蝕涂料

     

    橡膠防腐蝕涂料是以合成橡膠或天然橡膠的衍生物為主成膜物的一類涂料的統(tǒng)稱,其自身無毒、無味、無刺激性,且具有良好的耐蝕、耐磨、耐水、耐候性能,同時(shí)其干燥速度快。目前常用的是氯化橡膠涂料和氯磺化聚乙烯涂料。Bulgakov 等制備氨基改性氯磺化聚乙烯橡膠涂料,其粘結(jié)強(qiáng)度最高可提升5 倍。Hwang等設(shè)計(jì)石墨烯改性橡膠涂料,其韌性和耐沖擊強(qiáng)度均大大提高。李石等利用環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂改性氯化橡膠,其附著力和耐候性顯著提高。橡膠涂料性能雖好,但目前大部分仍是以四氯化碳作溶劑,不環(huán)保。因此,研制新型的綠色環(huán)保溶劑是橡膠涂料的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

     

    2.6 氟樹脂防腐蝕涂料

     

    氟樹脂防腐蝕涂料是以氟樹脂為成膜物質(zhì)的一類涂料的統(tǒng)稱。它具有良好的耐蝕性、耐候性、耐熱性、抗粘污性等優(yōu)點(diǎn),主要用作海洋環(huán)境下鋼筋混凝土涂料的面漆。日本旭硝子公司研發(fā)的 Lumiflon 氟樹脂,可達(dá) 30-40 年超長(zhǎng)耐侯性。Canak 等制備了氟化聚氨酯-丙烯酸酯涂層,其具有良好的柔韌性和防水性。LL'darkhanova 等利用碳納米管改性氟樹脂涂料,其表面能降低,疏水性得到了很大提高。Lu 等利用銳鈦型 TiO 2 納米粒子改性氟碳涂料,其呈現(xiàn)出較好的耐熱、耐候和自清潔性能。目前,我國在借鑒國外氟樹脂防腐蝕涂料基礎(chǔ)上,已研發(fā)出耐候性強(qiáng)、耐久性好的 FEVE、PTEE、PVDF 3 種類型的涂料 ,但影響其發(fā)展的主要因素還需繼續(xù)研究。

     

    2.7 有機(jī)硅樹脂防腐蝕涂料

     

    有機(jī)硅樹脂防腐蝕涂料是將有機(jī)硅樹脂或改性后的有機(jī)硅樹脂作為主成膜物的一類涂料的統(tǒng)稱。它具有優(yōu)異的耐候性、防霉性、耐蝕性、電絕緣性等性能,主要用作管道、集裝箱等防護(hù)面漆。Balgude 等研究了不同改性硅烷含量對(duì)涂層性能的影響,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)改性硅烷含量為 20%時(shí),其防腐蝕性能較好,但其附著力欠佳。Kvmar 等研制出適用于海洋環(huán)境的有機(jī)硅改性環(huán)氧防腐蝕涂料,其具有電化學(xué)阻值高、自腐蝕電流低的特點(diǎn),可有效提高其耐蝕性能。Lee 等研制出具有良好自修復(fù)能力和耐蝕性的改性二甲基硅氧烷涂層。上述研究結(jié)果表明,通過改性有機(jī)硅涂層,可有效改善其防腐蝕性能,但是其與基體的附著力還有待提高。

     

    2.8 聚脲防腐蝕涂料

     

    聚脲涂料是由異氰酸酯與含氨基化合物通過化學(xué)反應(yīng)而生成的一類涂料的統(tǒng)稱。它是一類具有無污染、無溶劑的新型涂料,具有良好的耐蝕、耐磨和耐候性等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)其受環(huán)境影響小,可快速固化。Ak-zoNobel 公司研制出可直接施工、具有良好防腐蝕性能的新型聚天門冬氨基酸酯重防腐蝕涂料。Huang等對(duì) Qtech-412 純聚脲重防腐蝕涂料進(jìn)行性能考核,其呈現(xiàn)出良好的耐候性和耐蝕性。賀軍會(huì)等利用有機(jī)改性劑改性聚脲防腐蝕涂層,其耐蝕性顯著提高。Feng 等 制備出聚脲嵌段聚酰胺共聚物涂層,涂層表面能較低且具有良好的耐蝕性。目前,聚脲涂料的應(yīng)用范圍受限,主要是由于其固化速度過快,導(dǎo)致涂層表面缺陷,造成其耐蝕性不如其他涂料,因此,表面改性是發(fā)展綜合性能優(yōu)異的聚脲涂料的關(guān)鍵。

     

    2.9 玻璃鱗片防腐蝕涂料

     

    玻璃鱗片涂料是以玻璃鱗片為主要填料,以樹脂為主要成膜物的一類涂料的統(tǒng)稱。它是近年來發(fā)展起來的具有耐蝕性強(qiáng)、耐候性優(yōu)異、抗?jié)B透性好等優(yōu)點(diǎn)的一類防腐蝕涂料。Sathiyanarayanan 等制備出聚苯胺改性環(huán)氧基玻璃鱗片涂料,阻抗電阻大幅度提高,其耐腐蝕性能顯著提升。王興鎮(zhèn)等利用環(huán)氧樹脂和氟碳樹脂改性玻璃鱗片涂料,發(fā)現(xiàn)當(dāng)環(huán)氧樹脂和氟碳樹脂以質(zhì)量為 3 ∶ 7 時(shí),制備出的涂層防腐蝕性能最佳。目前對(duì)其玻璃鱗片涂料改性研究相關(guān)報(bào)道不多,且由于玻璃鱗片自身性能差異,制備出涂層的差異較大。因此,如何高質(zhì)量改性環(huán)氧鱗片涂層是高性能玻璃鱗片防腐蝕涂層制備的主要研究方向。

     

    2.10 石墨烯防腐蝕涂料

     

    石墨烯防腐蝕涂料是以石墨烯、氧化石墨烯、改性石墨烯等為主要填料制備而成的一類涂料的統(tǒng)稱。它具有優(yōu)異的耐蝕性、耐候性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐磨性等諸多性能優(yōu)點(diǎn),近年來在涂料領(lǐng)域掀起了研究熱潮。Krishnamoorthy 等制備出具有良好耐酸性、抗菌性、防污損性的改性氧化石墨烯醇酸樹脂涂層。Mohamma-di 等研究不同石墨烯添加量對(duì)石墨烯環(huán)氧樹脂涂層的耐蝕性能,當(dāng)含量為 0.5%時(shí),物理屏蔽性能最佳,防腐蝕效果最好。王耀文等制備了改性氧化石墨烯環(huán)氧樹脂涂層,當(dāng)石墨烯含量為 1%時(shí),其防腐蝕效果最佳。Mo 等研究了氧化石墨烯和石墨烯對(duì)聚氨酯涂層防腐蝕性能的影響,研究發(fā)現(xiàn),石墨烯/聚氨酯涂層的防腐蝕效果優(yōu)于氧化石墨烯/聚氨酯涂層。Fang等利用硅烷偶聯(lián)劑改性石墨烯制備改性石墨烯/氟碳涂料,其防腐蝕性能顯著提升,當(dāng)含量?jī)H為 0.4%時(shí)效果最佳。中科院寧波所研發(fā)并制備出石墨烯重防腐蝕涂料,耐鹽霧性能超過 6 000h。目前,石墨烯防腐蝕涂料取得了一定的進(jìn)展,但是,石墨烯在涂料中應(yīng)用的基礎(chǔ)性問題還未得到有效解決,如石墨烯的高效制備問題、在涂料中的分散問題、與涂料中基料、填料的相容性問題、在長(zhǎng)周期腐蝕環(huán)境下的失效演化機(jī)制等,同時(shí)對(duì)石墨烯在涂料中的防腐蝕機(jī)理研究還不深入和透徹。因此,應(yīng)從基礎(chǔ)性問題著手加強(qiáng)研究,以發(fā)揮石墨烯的最大效能,研究出高穩(wěn)定性的石墨烯涂料。

     

        除此之外,在海洋防腐蝕涂料領(lǐng)域還有其他類別的防腐蝕涂料,如聚苯胺防腐蝕涂料、聚苯硫醚防腐蝕涂料、水性涂料等一系列具有不同性能,應(yīng)用于不同領(lǐng)域涂料。通過上述對(duì)各類涂料的現(xiàn)狀研究,可將其使用優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍對(duì)比如表 2 所示。

     

        從表 2 可以看出上述各種海洋防腐蝕涂料各有優(yōu)缺點(diǎn),應(yīng)用范圍也不相同,應(yīng)根據(jù)不同的使用條件、適用范圍和要求選用合適的涂料體系。

     

    種類

    優(yōu)點(diǎn)

    缺點(diǎn)

    應(yīng)用范圍

    壽命(年)

    份額(%

    環(huán)氧類

    良好的耐蝕和耐磨性、強(qiáng)度高、粘度大、收縮率低、附著力強(qiáng)

    耐沖擊力、耐韌性、耐候性差

    橋梁、船舶、海上平臺(tái)等

    10-15

    33-39

    聚氨酯類

    良好耐水性、耐候性好、硬度高、固化速度快、豐滿度好

    耐熱性差、施工不便、

    海上平臺(tái)、船舶、橋梁等

    10-15

    22-27

    富鋅類

    優(yōu)異防銹性、附著力強(qiáng)、表面能低

    耐熱性、導(dǎo)電性差、成膜性差、施

    工不便

    橋梁、船舶等

    15-25

    11-17

    丙烯酸類

    良好的耐候性、耐磨性、綠色環(huán)保

    易閃蝕、耐水性欠佳

    橋梁、船舶、碼頭等

    10-15

    11-16

    橡膠類

    良好的阻燃性、耐熱耐溫性、硬度高、干燥快

    環(huán)保性差、施工不便

    橋梁、船底、船舶水線等

    10-15

    11-16

    氟樹脂類

    優(yōu)異的耐蝕性、耐酸堿性、憎水憎油

    硬度低、成本高、施工不便

    橋梁等

    20-25

    3.3-6.6

    有機(jī)硅類

    良好的耐熱耐寒性、防霉性、耐蝕性、耐候性、電絕緣性

    成膜性較差、附著力低、固化溫度高

    管道、集裝箱等

    10-20

    1.1-2.2

    聚脲類

    良好的耐溫性、耐候性、干燥快、

    無溶劑、綠色

    成本高、發(fā)泡、力學(xué)性能一般

    橋梁、船閘、船舶、碼頭等

    15

    玻璃鱗片類

    優(yōu)異的封閉性、抗?jié)B透性、耐蝕性

    力學(xué)性能、抗變形性差

    甲板、橋梁、海上平臺(tái)等  

    20

    1.1-2.2

    石墨烯類

    優(yōu)異的耐蝕性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、

    耐磨性

    成本高、附著力差

     

    3 結(jié)論與展望

     

    目前,海洋防腐蝕涂料的研究、開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)得到全球的強(qiáng)烈關(guān)注,歐、美等國是主要科學(xué)技術(shù)來源地,德國 BASF 公司、Bayer 公司、美國 Dow 公司、DU-PONT 公司、PPG 工業(yè)集團(tuán)、荷蘭 AkzoNobel 公司、Shell公司等在海洋防腐蝕涂料領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。我國在海洋防腐蝕涂料領(lǐng)域起步較晚,盡管近年來發(fā)展迅猛,但還存在以下問題:

     

    ( 1) 海洋防腐蝕涂料防護(hù)性能單一化,綜合性能有待高。由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性,單一功能防腐蝕涂料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代海洋防腐蝕涂料工業(yè)發(fā)展的巨大需求,海洋防腐蝕涂料功能多樣化勢(shì)在必行。因此,在涂料配方設(shè)計(jì)時(shí),要同時(shí)兼顧多方面因素,不僅要考慮其防腐蝕性能,還要考慮其耐候性能、抗菌性能等多種性能。通過選擇合適的成膜物質(zhì)、助劑、填料等來設(shè)計(jì)涂層配方,使其具有功能多樣性;

     

    ( 2) 海洋防腐蝕涂料防護(hù)周期短,耐久性提升亟待解決。我國目前大部分海洋防腐蝕涂料還是以傳統(tǒng)防腐蝕涂料為主要應(yīng)用涂料,其防護(hù)周期短,耐蝕性、耐候性欠佳,造成其應(yīng)用范圍大大減少。因此,我們應(yīng)該從海洋腐蝕環(huán)境的特點(diǎn)出發(fā),以某種腐蝕類型的腐蝕機(jī)理為切入點(diǎn),針對(duì)不同的使用環(huán)境,研制不同的海洋腐蝕防護(hù)涂料,并探究其防護(hù)機(jī)理,研發(fā)出長(zhǎng)效海洋防腐蝕涂料;

     

    ( 3) 海洋防腐蝕涂料綠色環(huán)保節(jié)能化發(fā)展。隨著綠色環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和《綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)涂料》標(biāo)準(zhǔn)的建立,傳統(tǒng)溶劑型的防腐蝕涂料已不能適應(yīng)新形勢(shì),應(yīng)將無溶劑粉末型、無溶劑常溫固化型、低 VOC 和高固型的海洋防腐蝕涂料作為開發(fā)的重點(diǎn)。

     

        綜上所述,在海洋大氣腐蝕環(huán)境中,需根據(jù)不同的使用環(huán)境需求及特點(diǎn),研制出長(zhǎng)效防腐蝕多功能的綠色海洋防腐蝕涂料,從而為有效遏制海洋裝備的腐蝕失效提供技術(shù)支撐。

     

    參考文獻(xiàn):(略)

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