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防腐涂料及涂装技术发展趋势
时间:2016/2/23 浏览次数:1685次 来源:本站

  防腐涂料是涂料的重要品种。受石油资源及环保法规对挥发性有机物质(VOC)及有害空气污染物(HAPs)的限制等因素影响,防腐涂料工业在不断提高性能的同时,正迅速向“绿色化”方向发展。涂料工作者以无污染、无公害、节省能源、经济高效为原则,开发无公害或少公害及防腐性能优异的涂料品种。

  防腐涂料技术整体设计的无公害化

  所谓防腐涂料技术整体设计的无公害化即指在研发时应考虑到涂料自身的各个组成部分(成膜物质、防腐颜料、溶剂及助剂)、原材料的合成及涂料生产过程、基材预处理过程、施工过程等整体的无公害化。例如,所采用的原材料虽然自身是无公害的,但它的生产过程不符合环保要求,也是要舍弃的,如氯化橡胶;有些材料,如红丹防锈漆性能优异,但它有毒,对人类不安全,易造成环境污染,因而其性能虽好也不能采用;为了在金属表面使用防腐蚀涂料,必须首先进行除油、除锈等预处理,而预处理过程一般会对环境造成污染,且成本较高,若采用带锈涂料,在有锈的钢铁表面直接涂覆即可使铁锈稳定、钝化或转化;为了减少预处理过程的环境污染,还出现了无污染喷砂除锈工艺,如湿喷砂技术等。在这方面,突破传统观念是非常重要的。

  无公害或低公害的水性、高固体分、无溶剂及粉末防腐涂料

  水性防腐涂料 无机富锌涂料是水性防腐涂料的重要品种,主要用作底漆,具有优异的防腐性能。德国Galvatech Led公司开发的Zinga富锌涂料含锌95%,已使用多年,防腐性能极好。国内近年开发的水性高模数硅酸钾、硅酸锂富锌涂料已在工程上应用,性能不断改进,作为一种零VOC的环保型防腐涂料已被各行各业接受。水性防腐涂料近年还出现了水性带锈复合防锈漆、水性带锈乳液型防锈漆、底面合一水性带锈防锈复合涂料等,用于除锈不完善的钢基材上,甚至可以在水下施工,这些涂料配合适当的水性或高固体分面漆,可以形成非常耐久的防护体系。

  海洋化工研究院采用核壳结构、自乳化聚合乳液制造技术,开发出了纳米级水性丙烯酸改性醇酸胶乳、纳米级水性氨基丙烯酸改性醇酸胶乳、水性环氧丙烯酸氨基微胶乳以及由这些胶乳制备的系列水性防腐涂料,已开始用于石油化工、冶金、五金交电、汽车、机车车辆、货车、船舶等领域的防腐。

  水性涂料对施工环境的依赖性更强,如何保证在高湿、低温及封闭环境下获得性能良好的涂层是水性防腐涂料未来需着重解决的问题。

  无溶剂与高固体分涂料 体积固含量在60%或质量固含量在80%以上的涂料称为高固体分涂料。随着环保要求日益增高,高固体分涂料成为近几年来低污染涂料中发展超快、应用超广的品种,目前已有向固含量100%即无溶剂涂料推进的趋势。无溶剂涂料又称活性溶剂涂料,由合成树脂、固化剂和带有活性的溶剂制成的涂料,配方体系中的所有组分除很少量挥发外,都参与反应固化成膜,对环境污染少,无溶剂体系通常粘度较高,需采用特殊的施工工具和工艺,尚在发展之中。

  喷涂聚脲弹性体技术(SPUA)是国外近年来为适应环保要求而研制开发的一种新型无溶剂、无污染的喷涂施工技术,目前国内也有相应的体系开发出来,它是前景较为广阔的防腐技术。

  粉末涂料 粉末涂料是一种省能源、省资源、低污染的涂料,其利用率高达95~99%,近年发展很快。在防腐工程上常用的是环氧粉末涂料。管道防腐用环氧粉末涂料是一种完全不含溶剂、以粉末形态喷涂并熔融成膜的新型涂料。目前存在的问题是耐冲击性及吸湿性方面有待改善和提高。国内生产的管道防腐环氧粉末涂料在贮存稳定性及涂覆施工性方面,与国外优质产品相比尚有一定差距。环氧粉末涂料是新建管道防腐工程的******防腐涂料品种。低温固化树脂的应用日趋普及,超耐候性树脂的耐久性进一步提高,出现了聚酯/丙烯酸粉末涂料等混合型新品种,还开发出了超耐候性和超耐久性的氟树脂粉末涂料以及180~200℃/20分钟固化条件的用多异氰酸酯固化的羟基氟树脂粉末涂料。在固化剂的使用方面,欧美近年已逐渐取消了有毒的TGIC(异氰酸三缩水甘油酯)的应用,改用羟烷在酰胺等。目前此方面的主要研究方向是开发可提高施工速度的工艺以及如何降低涂膜的厚度,而降低粒径、提高反应活性是降低涂膜厚度及提高施工速度的关键。

  防腐涂料的高性能及多功能化

  有机硅改性聚氨酯和有机氟改性聚氨酯涂料、氟树脂涂料等高性能涂料是防腐涂料发展的另一重要方面。发展趋势是对使用寿命长的防腐涂料的需求会增加,要求达到10年甚至15年以上,而且适用非常苛刻的腐蚀环境;防污涂料的防污寿命在5年以上。多功能防腐蚀涂料也会迅速发展,如太阳能屏蔽防腐蚀涂料、阻尼防腐蚀涂料、耐候防腐蚀聚氨酯涂料、可剥性防腐蚀涂料、阻燃导静电耐温防腐蚀涂料等。

  无公害防腐颜料

  钝化型或缓蚀型重防腐涂料一般要使用含铬、铅等重金属的防腐蚀涂料的发展方向。纳米微粒如纳米级TiO2、ZnO、CaCO3及SiO2用于防腐涂料具有极好的协同作用,由于纳米颗粒的表面能很高,易于同其他原子结合,增加了涂层的致密性及抗离子渗透性。除此之外,还可以改善涂料的流变性,提高涂层的附着力、涂膜硬度、光洁度和抗老化性能,是重要的发展方向之一。

  低处理表面用防腐底漆的开发

  在防腐工程中,施工费用占70%以上,而其中以喷砂为主的表面处理(防锈、除油等)又占70%以上。同时在很多现场施工条件下,也不可能达到喷砂Sa2.5级以上的标准,因此对低处理表面——低于Sa2级,带湿气或带油(油舱维修中)表面上可适用的涂料提出很高的要求。

  加强涂料和涂装一体化的质量管理体系

  完整的涂料技术开发、施工和服务管理体系是获得预期防腐目标的基本保证。一个程序化的涂料开发和生产过程管理、合格的人员培训和认证管理、涂装现场的管理体系的建立和完善,是我国防腐涂料领域面临的巨大挑战。


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