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防腐涂料的“绿色化”

发表时间:2021-08-10 09:05

全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为10000亿美元, 是火灾、 风灾和地震造成损失的总和。防腐涂料作为最有效、 最经济、 应用最普遍的防 腐方法, 受到国内外广泛地关注和重视。工业防腐涂料是涂料的重要分支。受环保法 规对有机挥发物质及有害空气污染物的限制等因 素的影响, 世界防腐涂料工业在不断提高性能的 同时正迅速向“绿色化”发展。

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倍受关注的“绿色涂料”

近十年来,随着全球性环境污染的加剧、能源的匮乏和社会公众对环境保护及人类可持续发 展的日益关注,人们开始对造成环境与生态恶化的主要元凶——化学和化学工业提出质疑。“绿色”涂料的研究和应用主要是围绕化学反 应、 原料、 催化剂、 溶剂和产品的 “绿色化”而开展的。这也是对传统的先污染后治理的化学工 业的挑战和革命, 是从源头上防止污染的新理念, 是解决环境与生态困境的必由出路。化学研究和 化工生产中经常采用有毒、 有害的原料, 如剧毒 的光气、 氢氰酸、 苯类、 醛类等原料和 中 间 体。它们严重地污染环境, 并危害人类的健康。采用 无毒、 无害的原料是 “绿色” 涂料的一项重要任务。通过选择催化剂, 可以提高反应的选择性, 并避免副产物的生成, 提高原子的利用率, 减少 有害物质对环境的排放。致力于开发无溶剂存在 下的反应, 如固态反应;开发和应用无毒、 廉价、 不危害环境的水介质体系;以超临界流体做介质 的反应将成为 “绿色” 合成工艺的重要途径。采 用新的工艺、 新的原料、 新的配方, 合成新的对 人类和环境无毒、 无害的 “绿色” 产品是“绿色” 化学的最终使命和终极目标。

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工业防腐涂料市场现状

防腐涂料领域中,最为引人关注的是海洋船舶涂料、 集装箱涂料和工业防腐涂料。20 世纪 90 年代, 作为劳动密集型产业, 集装箱产业由日 本转移到韩国, 再转移到我国。目前,我国已占 有 90%以上的市场份额;继深圳海虹以后, 以中 远关西、中涂化工、KCC 为主体的集装箱涂料生 产基地, 满足了 200 万箱 /a 以上的需求。与此同时,世界造船和修船业完成了向东亚的转移, 相 应的船舶涂料生产开始向东亚, 尤其是我国转移。据预测, 以船舶涂料为主的我国海洋涂料市场, 其需求量以每年 30%的速度增长。

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多功能“绿色”防腐涂料新品种

随着环保概念的加强, 一批新型绿色化、功能性涂料逐步开发成功,并得到市场的认可。无 毒无害目前已成为涂料新产品的追求。非环保的 溶剂型木器漆是污染室内空气的主要元凶之一,而近来一种用于家具的水性木器环保漆应运而生, 它以水为介质, 无毒无味、无环境污染,而且漆膜平滑光亮, 使户主避免了传统木器漆刺鼻气味。另一种不含甲醛挥发性有机化合物, 排放指数低 于 “国标” 和 “地标” 的新型环保涂料也在京城 热销, 这一拥有国际 ISO14001、 欧洲 EMAS 及芬 兰 M1 环保标准证书的产品, 特别以其通过指标 要求极其苛刻的芬兰 M1 标准而受到信赖。

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1.多功能涂料

多功能涂料功能也越来越走向全面, 防 水、 防火、 防潮、 防霉、 防腐、 防炭化等多 种 性 能, 使涂料成为家居卫士。 多功能涂料的新品还有防虫、 防 霉 涂 料。一些添加高效、 优良, 且对人体无害的防虫、 防 霉剂的涂料, 近年来从国外步入市场, 尤其在食 品工业的建筑工程上有着良好的市场。

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2.POR-15 系列防腐涂料  

POR-15 系列防腐涂料是由底漆、 多种面漆、高温漆、 各类金属表 面处理剂、 粘结剂、 修补膏等组成的一个完整的 防腐系统,是金属、 非金属 (混凝土、 木材、 玻 璃钢等) 最好的抗腐蚀保护剂。这种涂料早期应 用于航天、军工领域, 近年来向化工、 冶金、 油 气勘探、 汽车、 船舶、路桥、工业机械、污水处理、 工业地坪等工业及民用领域推广, 并向海外 市场拓展。POR-15 系列防腐涂料在海外被称为 “永久防锈”, 具有优良防腐性能, 带锈作业的特 点, 无毒环保的优良品质, 较高的性价比, 受到 业界关注。

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3.聚苯胺涂料

近年来导电聚合物的迅速发展,给金属腐蚀 和环境保护问题的解决带来了新的转机。一般认 为, 导电聚合物促使金属和聚合物界面上形成钝 化层,从而减缓腐蚀, 使金属得以保护。在各种 导电聚合物中,聚苯胺 (PANI) 因其原料易得、合成简单等诸多优点, 已成为最有应用前途的导 电高分子之一。  

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4.环氧树脂涂料

环氧树脂是平均每个分子含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂。环氧树脂以其易于加工成型、固化物性能优异等特点而被广泛应用,通过环氧结构改性、 环氧合金化、 填充无机填料、膨胀单体改性等高性能化后可以制成防腐涂料。环氧树脂涂料有优良的物理机械性能。最突出的是 它对金属的附着力强;它的耐化学药品性和耐油性也很好, 特别是耐碱性非常好。

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5.聚氨酯涂料

聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂为基料,以颜料、填料等为辅助材料的涂料。聚氨酯涂料对各种施工环境和对象的适应性较强,可以在低温固化,可以在潮湿环境和潮湿的底材上施工,并且耐石油的性能突出。聚氨酯涂料的主要缺点是有较大的刺激性和毒性。

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6.不锈钢粉末涂料

不锈钢粉末是最近几年发展起来的金属颜料,由于其具有不活泼性, 特别是在高温强蚀环境中 的防护性极好,所以既可用来作为主要颜料, 也可作为复合颜料的一部分, 与粘合剂组成防护性 涂料。研究发现,通过极化方法可以实现不锈钢 颜料与环氧树脂的最优化组合,生成的粉末环氧 涂料可以弥补环氧树脂表面耐磨性差的缺点,从而可以直接用于露天环境。

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7.鳞片树脂涂料

金属及某些无机化合物经用物理或化学的特 殊方法处理后,使其呈一定大小粒径、 微厚的薄 片, 工程上称之为鳞片。以鳞片为填料,合成树 脂为成膜物质 (粘合剂), 再加其它添加剂, 可制 成耐腐蚀材料。鳞片树脂涂料有下列共性:抗渗透性好;收缩性小;抗冲击性、 耐磨性好。目前已有像玻璃片、云母、 耐蚀金属片、有机材料等 鳞片树脂涂料。

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8.无机富锌类涂料

无机富锌涂料有水性和溶剂型两类。前者是 以硅酸钠为基料,后者是以正硅酸乙酯为基料。正硅酸乙酯可溶于有机溶剂。涂刷后,溶剂挥发 的同时, 正硅酸乙酯中的烷氧基吸收空气中潮气 并发生水解反应, 交联固化成高分子硅氧烷聚合 物。由正硅酸乙酯与锌粉制成的富锌涂料中, 锌 粉具有阴极保护作用, 所以该涂层有好的耐热性、 耐磨性和耐溶剂性, 同时有强的防锈性。

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9.改性环氧和聚氨酯预聚物高固分涂料

普通防腐涂料中一般含有 40%左右的可挥发 成分,它们绝大多数为有机溶剂, 在涂料施工后 会挥发到大气中去, 不仅造成涂层缺陷,难以满 足防腐要求, 而且也污染了环境。因此提高涂料 的固含量, 降低其可挥发组分,成为涂料开发新 的发展方向。目前, 国外已研制出固体质量含量 很高(达 95%)的防腐涂料。该涂料性能优越, 已 在油气田及水电工业中得到应用, 并取得很好效 果。采用改性环氧和聚氨酯预聚物制备的高性能、 高固体分涂料的固含量达 97%, 涂料一次涂敷厚 度在 150 μm 以上。同等条件下, 涂层中针孔数 量比普通防腐涂料少 2/3 以上。另外,它与普通 防腐涂料相比有以下优异性质:可挥发成分含量 极小, 高压下抗渗透性强;固化时间短,涂层光 滑致密, 抗冲击强度好;具有良好的抗流挂性质, 施工工艺性能较好。

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防腐涂料“绿色化”的发展方向

目前防腐涂料正沿着高性能 、 高 效 率 、 低 能耗和低污染的方向前进, 未来几年船 舶 涂 料、 石油钻采平台与集装箱涂料, 化工用防 腐 涂 料, 铁 路、 公路桥梁及钢结构防腐涂料, 城 市 基 础 设施用涂料仍是市场热点。国内防腐涂料企业 应不断加强专业水平, 提供优质的产品和完善 的 服 务, 从而为我国的防腐蚀市场作出更大的 努力和贡献。

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