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海上風(fēng)電塔架防腐蝕涂料研究現(xiàn)狀

2017-02-15 11:33:05 作者：時(shí)士峰,徐群杰,云虹,潘紅濤來源：腐蝕與防護(hù) 分享至：

風(fēng)力發(fā)電的大力發(fā)展，帶動(dòng)了風(fēng)力發(fā)電裝備用防腐蝕涂料的發(fā)展。目前風(fēng)力發(fā)電防腐蝕涂料市場中，丹麥的赫普（HEMPEL）塔架涂料市場占有率最高，另外還有挪威的佐敦（JOTUN）、荷蘭的阿克蘇諾貝爾（AKZO-NOBEL）以及美國的PPG等。國內(nèi)做風(fēng)電防腐蝕涂料的企業(yè)主要有中遠(yuǎn)關(guān)西、金魚、普蘭納等。

涂料的類型主要是富鋅涂料和聚氨酯涂料，它們具有較高的品質(zhì)和耐久性，但海上風(fēng)電苛刻的腐蝕環(huán)境，要求不斷提高其綜合性能以更好的滿足海上風(fēng)電防腐蝕的需要。

1.1 富鋅涂料

ISO12944中指出C4和C5環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕推薦使用富鋅底漆，因此富鋅底漆在風(fēng)力發(fā)電中具有廣泛應(yīng)用。富鋅涂料分為無機(jī)富鋅涂料和有機(jī)富鋅涂料，有機(jī)富鋅涂料最常用的是環(huán)氧富鋅涂料。

20世紀(jì)末，隨著環(huán)境保護(hù)越來越受到各國的重視，各種水性富鋅底漆不斷涌現(xiàn)。徐亮等在常見的水性無機(jī)硅酸鹽富鋅涂料中添加適量的硅丙乳液及碳納米管，制成了性能良好的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合水性富鋅涂料。胡濤等利用氣相二氧化硅表面活性高、分散性能良好的特點(diǎn)將其加入到環(huán)氧富鋅涂料中，研究表明其能有效防止涂層中顆粒的團(tuán)聚，使涂層表面更均勻、平整，同時(shí)還能有效提高涂層的附著力，大大增強(qiáng)了環(huán)氧富鋅涂料的防腐蝕性能。傅曉平等制備了環(huán)氧富鋅聚苯胺雜化金屬重防腐蝕水性涂料，對比檢測證明其具有優(yōu)異的防腐蝕性能。

1.2 聚氨酯涂料

聚氨酯涂料中的丙烯酸聚氨酯面漆是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一類新型涂料，以裝飾性和防腐蝕性兼?zhèn)涞膬?yōu)點(diǎn)被廣泛用于海上風(fēng)電塔筒的防腐蝕面漆。海洋大氣中Cl-含量很高，而在含有Cl-的潮濕環(huán)境中丙烯酸聚氨酯涂層會(huì)加快失效，另外長期的紫外線照射會(huì)使重防腐蝕涂料老化、變質(zhì)以致失去防腐蝕能力。

海上風(fēng)電用面漆需具備耐候性高、耐海水性好和防海洋微生物附著等特性。國內(nèi)外學(xué)者為提高丙烯酸聚氨酯涂料的綜合性能進(jìn)行了大量研究。

Krishnan成功合成了具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的室溫固化型環(huán)氧-丙烯酸-聚氨酯高性能防銹涂料，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐候性和保光保色性，兼具底漆和面漆雙重功效。S.S.Pathak等用有機(jī)硅MTMS和GPTMS改性水性聚氨酯涂料，增強(qiáng)了水性聚氨酯涂料的彈性和機(jī)械應(yīng)力，使其適用于海洋領(lǐng)域。

陳俊等制備了室溫固化水性雙組分氟丙烯酸-聚氨酯清漆，其具有優(yōu)異的耐水和耐老化等性能，可以廣泛使用在鋼結(jié)構(gòu)等對涂料要求苛刻的場合。

納米防腐蝕涂料具有性能優(yōu)異、制造方便、價(jià)格相對低廉等一些其他材料所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在選擇防腐蝕措施時(shí)成為優(yōu)先考慮的對象。高麗君等制得丙烯酸酯類聚氨酯/蛭石納米復(fù)合材料，綜合性能較純丙烯酸酯類聚氨酯顯著提高。周樹學(xué)等通過共混法制得了KH570改性納米SiO2丙烯酸聚氨酯涂料，綜合性能顯著提高。毛晨峰等制得了金紅石型納米TiO2改性丙烯酸聚氨酯涂料，該復(fù)合材料能有效地屏蔽紫外線，提高材料的抗老化和防腐蝕性能。Saha等將球狀的納米TiO2用來改性聚氨酯泡沫，大大提高了聚合物的力學(xué)性能和防腐蝕性能。

1.3 其它涂料

天冬氨酸酯涂料、高性能氟碳涂料、聚硅氧烷涂料的出現(xiàn)為海上風(fēng)電設(shè)備的防腐蝕提供了新的涂裝方案，通過合理設(shè)計(jì)可以滿足海上風(fēng)電防腐蝕的要求，但是存在價(jià)格高、施工要求高等缺點(diǎn)，還有待進(jìn)一步改善。

結(jié)束語

海上風(fēng)電防腐蝕涂層是以多道涂層組成的一個(gè)完整的防護(hù)體系來發(fā)揮防腐蝕功能的，而目前對涂料的改性研究大都只是針對某一種涂料在基材上的性能進(jìn)行改性，對海上風(fēng)電的腐蝕與防護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)研究的還很少。對于我國來說，海上風(fēng)電腐蝕防護(hù)基礎(chǔ)薄，方案少，運(yùn)行中的風(fēng)電防腐蝕涂料幾乎全部為進(jìn)口或國外品牌，導(dǎo)致風(fēng)電投入大、成本高。另外由于涂裝環(huán)境的限制和沿用傳統(tǒng)涂裝工藝等原因，涂料浪費(fèi)大，污染嚴(yán)重，與風(fēng)能環(huán)保屬性不符。

緩蝕劑因具有工藝簡便、成本低廉、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)而被廣泛用于金屬腐蝕防護(hù)，將緩蝕劑加入涂料中可以提高涂料的防腐蝕性能，納米材料因其特有的光學(xué)效應(yīng)，能有效地抵御紫外線照射對有機(jī)高分子涂層的降解作用，從而有效改善涂層的防腐蝕性能。應(yīng)用緩蝕劑和納米材料的優(yōu)點(diǎn)對現(xiàn)有防腐蝕涂料進(jìn)行改性優(yōu)化，可以全面提高涂料的綜合性能，有望對海上風(fēng)電提供更好的腐蝕防護(hù)。

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責(zé)任編輯：汪玉玲

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