海洋防腐涂料有哪幾種？

海洋是人類資源的寶藏、國家安全的重地和科學(xué)考察的前沿。近年來，隨著我國經(jīng)濟實力的增強和科技水平的提高、以及對能源的強勁需求，海洋資源引起了國家的高度重視。根據(jù)國家工業(yè)和信息化部會同國家發(fā)展改革委、國家科學(xué)技術(shù)部、國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會、國家能源局、國家海洋局共同制定了《海洋工程裝備制造業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》以及《海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》。高技術(shù)船舶及海洋工程裝備被列入《重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新指導(dǎo)目錄》。近年來，國家工業(yè)和信息化部每年都發(fā)布高技術(shù)船舶科研項目指南和海洋工程裝備科研項目指南，以加速我國海洋工程技術(shù)的發(fā)展�？傊�，國家把發(fā)展海洋科技、經(jīng)略海洋、建設(shè)海洋強國放在了國家戰(zhàn)略的高度。

海洋防腐涂料的種類

海洋工程中鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕種類多樣：電偶腐蝕、空蝕現(xiàn)象、磨損腐蝕和沖擊腐蝕、析氫腐蝕、吸氧腐蝕等。應(yīng)用較多的重防腐涂料主要有：環(huán)氧類防腐涂料、氟碳防腐涂料、聚氨酯類防腐涂料、橡膠 防腐涂料、有機(無機) 硅類樹脂涂料、聚脲彈性體防腐涂料、玻璃鱗片類重防腐涂料和有機(無機)富鋅涂料。

1.環(huán)氧類防腐涂料

環(huán)氧類防腐涂料以環(huán)氧樹脂為主體、與顏料、催干劑、助劑等調(diào)制而成。環(huán)氧樹脂涂料性能優(yōu)異：高附著力，高強度、耐化學(xué)品和耐磨性，是目前海洋重防腐領(lǐng)域應(yīng)用最早、范圍最廣的重防腐涂料種類之一。

2.氟碳防腐涂料

氟碳防腐涂料以含氟樹脂為主要成膜物質(zhì)，氟原子電負性大、半徑小，C-F鍵鍵長短、鍵能強、極化率低，這類涂料表現(xiàn)出超強的耐候性、耐熱性和耐化學(xué)品性，具有優(yōu)異的自清潔性能、防污性能和超強的耐腐蝕性能。

3.橡膠防腐涂料

橡膠涂料以天然橡膠衍生物或合成橡膠為主要成膜物質(zhì)。應(yīng)用范圍較廣的主要有氯磺化聚乙烯防腐涂料和氯化橡膠防腐涂料。橡膠涂料無毒無味、對皮膚無刺激性，涂膜耐腐蝕性強、與基底粘附力 大，同時具有快干、耐水耐磨以及抗老化等優(yōu)點，橡膠防腐涂料主要用于船舶、水閘、化工等領(lǐng)域。

4.有機硅樹脂涂料

有機硅樹脂涂料是以有機硅樹脂或者改性有機硅樹脂為主要成膜物質(zhì)的一種元素有機涂料，主要分為純有機硅樹脂涂料和改性有機硅樹脂涂料，耐熱耐寒性強，絕緣性、附著力、柔韌性、防霉性等性能 優(yōu)異。改性有機硅樹脂應(yīng)用更廣泛，包括機械混合型和縮聚型，可以通過添加不同填料或顏料來改性有機硅樹脂，增強其耐熱性、絕緣性和耐候性等。

5.聚氨酯防腐涂料

聚氨酯涂料是常見的一類涂料，和環(huán)氧涂料有相似的性能，分為雙組份和單組份聚氨酯涂料。聚氨酯中除存在氨基甲酸酯鍵外，還有許多—OH、—NCO和不飽和雙鍵等，涂層耐酸堿、耐油、耐腐 蝕、耐高低溫和耐磨等性能優(yōu)異。聚氨酯涂料屬于高固低VOC涂料，環(huán)境污染物排放量很低；聚氨酯 涂料與基底附著力強，物理機械性能優(yōu)異，裝飾性能也很強，可在重防腐領(lǐng)域中作為面漆使用。

6.聚脲彈性體防腐涂料

聚脲彈性體涂料由氨基化合物和異氰酸酯反應(yīng)生成，多用于海上橋梁防腐。上世紀80年代末由美國研發(fā)成功，因優(yōu)異的性能，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，是繼高固體、粉末涂料，水性涂料，光固化涂料等之后，開發(fā)的新型、高效、易涂刷的雙組份純聚脲彈性體涂料。這種高厚膜彈性體涂料特點明顯：固體含量高、綠色環(huán)保，涂膜厚且致密柔韌，與基底附著力強，耐紫外、耐沖擊等性能優(yōu)異，施工簡便。

7.玻璃鱗片重防腐涂料

玻璃鱗片防腐涂料是以樹脂為主要成膜物質(zhì)，添加特殊玻璃鱗片[30,31] 為骨料，加入合適助劑等制得的一類涂料。特點有：玻璃鱗片纖薄，與涂層重疊，抑制了介質(zhì)滲透，屏蔽效果極好；涂膜具有很強粘附 力和力學(xué)性能，耐腐蝕性、堅韌性極強；鱗片使涂層 與基底應(yīng)力降低，防止涂膜產(chǎn)生罅隙、脫落現(xiàn)象；鱗片在涂層中反射大量紫外線，樹脂耐紫外性、耐候性、耐老化性能優(yōu)異。

8.富鋅涂料

富鋅涂料是以鋅粉為填料的一種環(huán)氧類粉末涂料，主要包括有機和無機富鋅涂料，在海上橋梁、大型鋼結(jié)構(gòu)、船舶等設(shè)備上廣泛使用[36] 。富鋅涂料的 防腐機理包括：屏蔽作用、電化學(xué)防護，涂膜自修復(fù) 作用、鈍化作用。有機富鋅涂料多用環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂為成膜物質(zhì)；無機富鋅涂料以水性硅酸鹽樹脂、硅酸乙酯等為成膜物質(zhì)。有機富鋅涂料的施工性能好，基底低表面處理性強，但耐熱性、導(dǎo)電性、耐溶劑性等性能劣于無機型，有機型與多數(shù)涂料可混溶，配套涂層之間有協(xié)同效果。

海洋防腐涂料的特點

海洋防腐涂料能在苛刻條件下使用，并具有長效防腐壽命，重防腐涂料在化工大氣和海洋環(huán)境里，一般可使用10年或15年以上，即使在酸、堿、鹽和溶劑介質(zhì)里，并在一定溫度條件下，也能使用5年以上。而且施工簡便，真正實現(xiàn)無機涂料的常溫自固化，當環(huán)境溫度20℃，相對濕度小于85%時，表干15min，實干2h，可保證高效率施工，可實現(xiàn)優(yōu)異的抗鹽霧，耐老化。

最新研究進展

海洋防腐涂料可分為海洋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料和非鋼(主要指海洋混凝土)防腐涂料。海洋防腐涂料體系主要有無機富鋅、有機富鋅、有機硅、環(huán)氧、丙烯酸、聚気酯、氟碳、聚硅氧烷類涂料，可根據(jù)不同海洋環(huán)境蝕特點和防腐年限選用不同的涂料和涂層體系。在海洋環(huán)境中，材料蝕傷的本質(zhì)是電化學(xué)腐蝕，其機制是水、氧和氯離子等腐蝕因子在多重海洋環(huán)境因素耦合作用下透到材料表面所導(dǎo)致的電化學(xué)腐蝕和氯離子腐蝕。通常在有機涂層中加入納米級的無機填料如SiO2、TiO2、ZnO、BaSO4等無機納米填料可以和有機高分子樹脂形成良好的協(xié)同作用，填充涂層的空隙，増強涂層的致密性和抗離子透性，并且能改善涂層的流變性能，增加涂層的附著力、硬度，光潔度和耐熱耐老化性能，是海洋重防涂料的重要發(fā)展方向之一。

另外在重防腐涂層體系中加入片狀填料也具有很好的陽隔腐蝕介質(zhì)透效應(yīng)。常用的片狀填料主要有片狀的云母、云母氧化鐵、石墨、片狀鋅粉、不銹鋼和玻璃片等。其中片狀云母、云母氧化鐵、石等由于價格便宜，在船防銹涂料中得到大量應(yīng)用，然而較厚的無機片層填料(2-5um)要求涂層的厚度遠大于常規(guī)涂層防護體系，涂裝工藝復(fù)雜。

應(yīng)用前瞻

我國與海洋相關(guān)的涂料大約占到涂料市場總量的1/10，市場需求超過350億元。隨著我國海洋產(chǎn)業(yè)開拓力度的加大，海洋涂料的需求量年均增速將超過20％。海洋重防腐涂料的發(fā)展是為國家海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體戰(zhàn)略服務(wù)，也是我國由近海走向深海，成為海洋大國必不可少的組成部分。利用石墨烯二維納米片超強的屏蔽效應(yīng)、導(dǎo)電性能、化學(xué)穩(wěn)定性，可以實現(xiàn)大幅提高涂料的抗透性、抗靜電性、耐磨性能。石烯添加的重防腐涂料有望在船舶，海上石油鉆井平臺，風力發(fā)電、沿海島礁設(shè)施等領(lǐng)域取得規(guī)�；瘧�(yīng)用。

結(jié)語

隨著海洋經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，海洋防腐越來越得到人們的重視，海洋防腐涂料的開發(fā)應(yīng)用更得到國內(nèi)外的強烈關(guān)注。海洋防腐涂料的設(shè)計開發(fā)技術(shù)含量高、資金投入大、研發(fā)周期長。須從海洋環(huán)境的腐蝕特點出發(fā)，以腐蝕的某個或多個機理為切入點，開張超智等：海洋防腐涂料的最新研究進展開發(fā)出不同的防腐涂料或具備協(xié)同作用的涂料體系，以適應(yīng)不同的腐蝕環(huán)境。