不同种类的重防腐涂料

重防腐涂层对涂料有非常严格的要求：①涂料必须能在恶劣腐蚀环境下应用并具有长期的使用寿命，在海洋环境里重防腐涂料要求使用10～15年以上，在酸碱盐和溶剂介质里和一定温度的腐蚀条件下，一般应能使用5年以上；②涂料的厚膜化，重防腐涂料干膜厚度一般要在200μm或300μm以上，厚者可达500～1000μm，甚至2000μm以上；③主要成膜物质为高性能的合成树脂，如环氧树脂、聚苯硫醚树脂、氯化聚醚树脂、高度耐蚀不饱和聚酯树脂、酚醛和呋喃树脂等，其中应用最多、范围最广的是环氧树脂；④涂料要便于施工和维修管理。

目前在风电机组防腐蚀方面常用的重防腐涂料主要有锌类防腐涂料和厚浆型防腐涂料两类。

作为底漆的锌类防腐涂料，如富锌涂料，其在涂料体系中主要是以富锌底漆的形式用于各种钢铁结构的防腐，因其配方中富含大量的电化学防锈颜料——锌粉，故被称为富锌涂料。富锌涂料漆膜坚硬、附着力好、防锈能力强，具有优异的三防性能和抗氧化防腐蚀性能，以及优良的阴极保护作用和导静电作用，对焊接性能无不良影响，可与大部分涂料配套使用，已经成为钢铁等黑色金属防腐应用领域中最普遍、最重要的底漆，在大气和海洋防腐领域中应用效果较好。只有被涂材质处于酸碱腐蚀的介质环境下，由于这些介质渗透进去易与锌粉发生反应而生成氢气，只好采用其他防锈底漆。富锌底漆在生产和应用方面可分为两大类，即以硅酸盐等无机物为黏结剂的无机富锌底漆和以环氧树脂为黏结剂的有机富锌底漆。在用于防腐领域时，它们都必须满足以下配套要求：①由于底漆中的锌粉要同钢铁紧密接触才能发挥其电化学保护作用，因此对基体表面的前处理要求非常严格，被涂底材必须进行喷砂处理才能保证其施工质量；②富锌底漆漆膜通常较薄，并易受外部环境介质的影响，故一般不单独使用，必须配以适当的中间漆和面漆，并达到规定的漆膜厚度。

作为中间漆的厚浆型防腐涂料，进一步隔断了腐蚀介质对基材的侵蚀，这类涂料直接涂装在底漆上并与其配套使用，主要有环氧系的环氧厚浆防腐涂料、环氧厚浆漆，还有玻璃鳞片防腐蚀涂料，如环氧玻璃鳞片涂料。厚浆型防腐蚀涂料为永久性防腐防水材料，具有适用范围广、寿命长、耐候性、抗变形、拉伸强度高、延伸率大、适应性强、抗酸性和抗碱性等特点。厚浆型防腐涂料防腐防水性能优越，并且在任何复杂部位都容易施工，解决了传统防腐防水材料的部分缺点，如涂料立面下滑、卷材空鼓，以及复杂部分操作难的问题。它完全取代了传统防腐防水材料，有着比之更好的防腐、防水、绝缘性。它作为面漆，一般采用改性聚氨酯类，如丙烯酸改性聚氨酯涂料等，还采用含氟树脂的氟碳涂料、聚硅氧烷涂料等。

风电机组重防腐涂料具体如下：

（1）有机富锌涂料。有机富锌涂料常用环氧树脂、氯化橡胶、乙烯基树脂和聚氨酯树脂作为成膜基料。最为常用的是环氧富锌涂料，其中聚酰胺固化环氧富锌底漆是有机富锌底漆中应用最多的品种。有机富锌涂料的有机成膜物导电性能差，必须增加锌粉含量以保证导电性，美国钢结构涂装协会SSPC Paint—20中规定有机富锌涂料锌粉占干膜质量不少于77%，无机富锌涂料锌粉占干膜质量不少于74%。此外，有机富锌涂料的黏结性优于无机富锌涂料，为高含量锌粉附着提供了更好的保证；防锈性能、导电性、耐热性、耐溶剂性不如无机富锌涂料，但施工性能好，对钢材表面的处理质量容忍度较大。同时环氧富锌底漆与大多数涂料可以兼容，且配套涂层之间有着协同作用，使配套涂层的寿命较单独使用时提高1.5～2.4倍。冷涂锌涂料是近年来新出现的一个涂料品种，主要用于代替热镀锌或热镀锌施工较困难的情况。它是由锌粉、有机树脂和溶剂组成的，因此应该划分为有机富锌涂料，此涂料的特点是锌粉含量高，能达到良好的防腐蚀效果。

（2）无机富锌涂料。无机富锌涂料有溶剂型和水性两类。溶剂型无机富锌涂料是以正硅酸乙酯为基料，因为正硅酸乙酯可以溶于有机溶剂，喷涂后，在溶剂挥发的同时正硅酸乙酯中的烷氧基吸收空气中的水分并发生水解反应，交联固化成高分子硅氧烷聚合物，也就是硅酸乙酯水解缩聚，形成网状高聚物涂膜的过程。水性无机富锌涂料是由水性无机硅酸盐（钠、钾、锂）树脂、锌粉、助剂组成的双组分涂料。现在也开发出磷酸盐类的富锌涂料，水性无机富锌涂料的发展已经有50多年的历史，该产品最早是由美国航空航天总署（NASA）研发出来的，作为太平洋小岛的卫星接收站的防锈用。水性无机富锌涂料分为后固化型和自固化型两种，后固化型无机富锌涂料漆膜干燥后，需要加热或者涂上酸性固化剂（稀磷酸或者MgCl2水溶液），施工较为复杂，漆膜较脆。目前市场上广泛应用的是水性自固化无机富锌涂料，新开发出如ECO-ZA系列重防腐锌基涂料。

（3）环氧厚浆涂料。环氧厚浆涂料是双组分的高固体、无溶剂环氧涂料，目前最常用的环氧厚浆涂料为HZ系列环氧厚浆涂料。HZ系列环氧厚浆涂料为双组分涂料：甲料由混合树脂、颜填料（屏蔽性好，能增强、减缩、防老化，无毒）、助剂组成；乙料为改性胺类化合物和助剂合成的固化剂。(www.xing528.com)

环氧厚浆涂料特性是，双酚A环氧树脂分子结构中的羟基、醚基和环氧基等极性基团，能与各种物质表面产生键合力，故环氧树脂的黏聚力特别强；固化后的环氧树脂含有稳定的苯环和醚键，并含有不与碱类物质反应的脂肪醇，因而提高了稳定性。通过对环氧树脂的配伍、改性，HZ系列环氧厚浆涂料不仅具有环氧树脂的优点，而且适应性强，能在低温、微湿等较为恶劣的环境中使用。涂料的固体组分大于80%，不易挥发，收缩性小，黏度大于120s，浆厚、膜厚，密封性好，耐老化、无污染，能长期与涂覆基面咬合共存，提高表面的耐久性，还能配制出与基体结构相宜的颜色。

（4）环氧玻璃鳞片涂料。玻璃是一种优良的抗化学药品和抗老化性的无机材料。玻璃鳞片是玻璃经1700℃高温熔化再经独特工艺吹制而成的极薄的玻璃碎片，厚度一般为2～5μm，片径长度为100～300μm。玻璃鳞片的片径纵横越大，涂层的抗渗透性能越强。玻璃鳞片能把涂层分割成许多小空间，使涂层中的微裂纹、微气泡相互分割，同时抑制了毛细管作用的渗透。玻璃鳞片的硬化收缩率只有其他材料的几分之一到几十分之一，大大地提高了涂层的附着力和抗冲击性能，抑制了涂层龟裂、剥落等缺陷。

普通的防腐涂料一般只能作为大气防腐而不能起到衬里的作用，尤其在液相介质和碱度较高的场合。玻璃鳞片的加入使涂料发生了两方面的变化：一是可以加工成很厚而无须担心会发生裂纹，这是因为玻璃鳞片把涂层分割成许多小的空间，大大地降低了涂层的收缩应力和膨胀系数；二是用于涂料中的玻璃鳞片具有鱼鳞效应，成千上万的鳞片交错排列，形成涂层内复杂曲折的渗透扩散途径，使得腐蚀介质的扩散路线变得相当曲折弯曲，很难达到基材。

环氧玻璃鳞片涂料作为一种用于腐蚀严重的钢铁结构和设施的新型防腐蚀中间漆，是以环氧树脂为主要成膜物质，加入玻璃鳞片及各种高效防锈颜料组成的重防腐高固体分涂料。该涂料具有优异的耐水性和耐化学品渗透性，附着力强，柔韧性和耐冲击性能极好，防腐蚀时效长。可与环氧沥青漆、环氧防锈漆、环氧云铁中间层漆、氯化橡胶漆等配套使用，适用于腐蚀环境较为恶劣的钢结构和混凝土表面涂装等。

（5）聚氨酯涂料。聚氨酯涂料是在20世纪后半叶才发展起来的一种新型材料，它的结构中除含有氨基甲酸酯键外，还含有酯键、醚键、脲键、缩二脲键、脲基甲酸酯键、酰基脲键以及油脂的不饱和键，因此，既具有类似酰胺基的特性，如强度、耐磨性、耐油性，又具有聚酯的耐热性与耐溶剂性，以及聚醚的耐水性和柔顺性。

聚氨酯涂料可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料一般是由异氰酸酯预聚物（也叫低分子氨基甲酸酯聚合物）和含羟基树脂两部分组成，通常称为固化剂组分和主剂组分。这一类涂料的品种很多，应用范围也很广，根据含羟基组分的不同可分为丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯等品种，一般都具有良好的机械性能、较高的固体含量、各方面的性能都比较好，是目前很有发展前途的一类涂料品种。其缺点是施工工序复杂，对施工环境要求很高，漆膜容易产生弊病。单组分聚氨酯涂料主要有氨酯油涂料、潮气固化聚氨酯涂料、封闭型聚氨酯涂料等品种。应用面不如双组分涂料广，主要用于地板涂料、防腐涂料、预卷材涂料等，其总体性能不如双组分涂料全面。

（6）其他种类。天冬氨酸酯涂料、高性能氟碳涂料、聚硅氧烷涂料的出现为海上风电设备的防腐蚀提供了新的涂装方案，通过合理设计可以满足海上风电防腐蚀的要求。其中氟碳涂料具有超长的耐候性、极佳的防腐性和优异的耐沾污性，被称为“涂料之王”，经过近几十年的研究发展和应用，已经成为工业和建筑防腐领域的首选，并且氟碳涂料大量应用于国家重点工程，如奥运会的“鸟巢”、青藏铁路、杭州湾跨海大桥等，尤其在耐候性要求高的防腐环境和领域得到大量应用。正是因为氟碳涂料具有优异的耐候性、耐擦拭性、耐沾污性、憎油、憎水等性能，其应用于海上风电市场，可极大地提高风电设备的耐候性、防腐蚀等性能，延长对风电设备的保护年限，减少海上风电场的运营和维护成本，当前研究为氟碳涂料进入海上风电设备市场提供了技术支撑，使其在未来的海上风电市场上具有较强的竞争优势和应用潜力。