海洋防腐涂料研发重点

海洋防腐涂料的开发具有研制周期长、投资大、技术难度高且风险大的特点，因此，国外海洋防腐涂料研发主要集中在实力雄厚的大公司或靠政府支持的部门。例如英国的国际油漆公司（IP）、丹麦的Hempel、荷兰的Sigma、挪威的Jotun及日本关西涂料等大型公司及美国、英国等的海军部门均有上百年的相关涂料开发历史，在涂料生产供应、质量监督、涂装规范及涂装现场管理等方面形成了一整套十分严格和严密的体系。目前这些公司的产品占据了我国海洋防腐涂料的主要市场。我国海洋防腐、防污涂料的开发从“四一八”船舶涂料攻关起步至今，已经开发出一些海洋防腐、防污涂料的品种，主要集中在青岛、上海、大连、天津、常州、广州及厦门等地。近年来，虽然建立了“中国船舶工业船舶涂料厦门检测站”“海洋涂料产品质量监督中心”等质量管理监督机构，但整体技术水平仍落后于先进国家。

自20世纪90年代初，国际油漆公司（IP）落户上海后，世界其他主要涂料跨国公司纷纷登陆中国。据权威机构预测，近些年海洋油气钻井设备保护涂料需求将有较高增速，预计亚洲需求增速最大，同时由于全球80%～90%的船舶和集装箱生产在亚洲完成，亚洲特别是我国的防腐涂料市场将出现快速增长。作为涂料市场重要组成部分的海洋防腐涂料也快速发展着，并将在船舶和集装箱制造业以及跨海大桥、海上石油平台和沿海港口兴建等因素的推动下，保持每年30%以上的增长速度。我国的涂料防腐过去是以防锈、耐油、耐温为主，专用性较强。随着防腐技术的发展，海洋防腐涂料因其施工方便，着色性好，适应性强，不受设备结构、形状的限制，重涂和修复方便，费用低，可与其他防腐措施配合使用等多种新特性已经引起了人们更多的重视，我国海洋防腐涂料正朝着绿色环保、节约资源、高性能的趋势发展。

发展节能环保型的高性能涂料将会是海洋防腐涂料的研发趋势。目前，国内外海洋重防腐涂料的研发主要侧重在以下方面：

（1）长寿命。由于越来越多的超大型钢结构（如海上风电支撑机构）及所处海域特点不具备直接重涂或返岸施工的条件，因此要求开发具有超长使用寿命的海洋防腐涂料，最理想的是涂层使用寿命（包括现场直接涂装维修后的延续使用寿命）等同于钢结构设备的使用寿命，即涂层与设备同寿命设计，使用中只需进行少量维修，免重涂。

比利时的涂膜镀锌属于有机类高富锌涂料，干膜中的金属锌含量达96%，在挪威奥斯陆沿海海洋大气环境中，涂覆在钢桥上膜厚120μm的单一锌加涂层，15年后实测每年的涂层平均损耗仅为1μm。

无机富锌涂料应用最为典型的成功案例是澳大利亚Morganwyalla，长达250km的油管工程，其防腐采用了单层水性无机富锌涂层，历经50余年仍保持着良好状态，无腐蚀发生。美国埃克森（EXXON）公司在琉球岛建设的炼油厂采用单层硅酸锌防腐涂层，历经15年后仅需小部分涂层修补，补后又经4年完好无锈。

（2）水性化。美国从20世纪60年代开始推广使用水性涂料，主要的推动原因是美国法律明确规定截至2000年以前要减少30%挥发性有机化合物（VOC）的使用，水性涂料不仅不易燃、毒性低，而且易于使用。水性环氧树脂是一种环境友好型产品，无VOC或低VOC，而且施工操作简单。对设备要求低，可用水直接冲洗，黏结性和渗透性能优异，固化时对环境、材料的表面处理要求低。涂料水性化，对节能减排、发展低碳经济、保护环境及可持续发展都有重要意义。目前，水性涂料的研发主要在水性无机富锌、水性环氧、水性丙烯酸、水性氟碳体系等领域。其中水性丙烯酸、水性环氧、水性无机富锌涂料品种的工业化应用在一定程度上已取得成功。日本旭硝子公司研究出新型低VOC水性FEVE共聚物，其耐候性、耐水性、耐溶剂性及光泽均可与溶剂型氟碳漆媲美。2008年3月，在由美国腐蚀工程师协会（NACE）举办的防腐研讨会上，挪威Hydro石油能源公司对水性涂料按照NORS-KOK M-501进行了测试和评估，其结果显示了水性涂料在远洋环境下对新建设施的涂装和修补领域具有令人鼓舞的应用前景。(www.xing528.com)

（3）低表面处理。由于涂装前处理费用会占到总涂装成本的60%，因此低表面处理涂料已成为防腐涂料的重要研究方向之一，主要包括可带锈、带湿涂装的涂料，以及可直接涂覆在其他种类旧涂层表面的涂料。这类涂料主要是环氧类，它们具有在潮湿带锈钢材表面上直接涂装的功能，有超强的附着力，VOC含量小于340g/L，一次无气喷涂膜厚可达200μm以上，施工性能优良。

（4）高固体分、无溶剂。体积固含量在70%以上为高固体分涂料，固含量为100%的为无溶剂涂料。由于少用甚至不用有机溶剂，从而可使高固体分涂料减少VOC排放，符合环保要求，且一次施工即可获得所需膜厚，减少了施工道数，节省了重涂时间，提高了工作效率。由于无溶剂挥发降低了涂层的孔隙率，从而提高了涂层的抗渗能力和耐腐蚀能力。

（5）环保型新材料。环保型新材料主要是采用低毒、无毒的材料，如以复合磷酸盐防锈颜料代替有毒、有污染的红丹、铬酸盐等防锈颜料，严格控制颜料中铅、镉、铬、汞、砷等重金属的含量。美国能源部布罗卡温实验室以谷物、螃蟹壳、龙虾壳为原料研制出一种生物重防腐涂料，在适当的温度条件下，该涂料变得坚固、光滑，能紧密黏附在铝或其他金属表面防止金属的腐蚀。

（6）聚脲弹性体。聚脲涂层是近年来兴起的无溶剂、无污染的高性能重防腐涂料，简称SPUA。SPUA为双组分、100%固含量，固化速度快，对湿度、温度不敏感，对环境友好，且施工时不受环境湿度影响；固化后涂膜弹性及强度、耐候性、热稳定性优异，户外长期使用不开裂、不脱落，对钢铁附着力好，具有优异的耐腐蚀性能。但SPUA对被涂基材的表面处理要求极为严格，钢材要进行彻底的喷砂，处理后必须马上涂装。美国和我国台湾地区已将其应用在海工结构物的防腐蚀中，尤其是海上平台钢结构在浪溅区的涂装。聚脲主要有芳香族聚脲、脂肪族聚脲和聚天门冬氨酸酯脂肪族聚脲。

总而言之，我国海洋防腐涂料的生产企业应加强新产品的研制，关注高耐候性配套涂料体系的开发、高效低毒防腐涂料的开发及海洋防腐涂料环保化等。海洋防腐涂料的设计开发必须从海洋腐蚀的特点和海洋防腐的机理出发，并针对不同的使用环境和要求选用合适的防腐涂料品种。我国海洋防腐涂料正朝着绿色环保、节约资源、高性能防腐涂料的趋势发展，作为我国21世纪海洋发展战略保驾护航的重要力量之一，海洋涂料必将迎来巨大的市场发展空间。