环保型重防腐涂料的研究进展与发展趋势

　　文/林安，汪的华，朱华，刘敏，叶惠明，李闵，毛旭辉，肖巍·武汉大学，方达经·中交武汉港湾工程设计研究院

　　本文从我国涂料的市场状况出发，介绍了环保型重防腐涂料的种类和各自的优劣势，分析了环保型重防腐涂料的研究进展与发展趋势，并对近年来出现的几种新型重防腐涂料的涂装技术进行了评价。

　　我国自2009年起，已成为全球涂料生产、消费第一大国，涂料工业发展迅速。2010年中国各类涂料产量分布图如图1所示。从图1中可以看出，建筑涂料已占据涂料市场的半壁江山。
 

　　2012~2015年国内涂料需求量预测如图2所示。从图2中可以看出，未来我国涂料产销量还将继续保护稳定增长。

　　未来国内涂料的发展应关注以下几个方面。

　　（1）建筑涂料发展速度高于涂料行业整体增长幅度，环保将成为拉升建筑涂料市场增长的最关键因素，即降低VOC（除甲醛）--零VOC、节能环保为需求方向。

　　（2）由于高热度的汽车市场需求，汽车涂料与汽车修补漆将占有更大的市场份额。

　　（3）水性木器涂料将得到更广泛地推广。

　　（4）我国地坪涂料将向水性化发展。

　　（5）我国的粉末涂料在2009年己拥有80万吨，居世界第一位。

　　（6）辐射固化涂料每年以近10%的速度增长。

　　（7）中国工业及进出口的复苏，将带动风电涂料、光固化涂料、集装箱涂料、船舶涂料等特种涂料及重防腐高性能涂料的增长。

　　（8）节能、环保、高性能是我国涂料工业的发展目标，也是中国涂料核心产品的开发方向，环保型重防腐涂料成为涂料研发的一大热点。

几种环保型重防腐涂料

　　水性重防腐涂料

　　水性重防腐涂料也具有水性涂料的相关特点。优点包括低粘度、低VOC、低可燃性、低毒及使用方便。缺点则是成本高，且水的比热大难挥发，环境温度和湿度对其成膜和干燥速度影响大，同时对基材清洁度要求高。

　　此外，作为高性能防腐涂料，水性重防腐涂料还具有其他问题，如闪锈现象、稳泡现象、颜填料絮凝现象、表干时间过长、涂层耐水性不足等。这就要求水性重防腐涂料在进行涂层体系设计时充分顾及成膜树脂的充分交联、颜填料与树脂间的相互作用，成膜树脂与金属间的作用力，以及多层涂料体系间的有效结合。在其中，高性能成膜树脂是水性重防腐涂料研究发展的热点与关键问题。

　　水性丙烯酸重防腐涂料可应用与大多数基材上，包括钢材、镀锌件、铝材等；水性环氧重防腐涂料主要用于压载水舱、长输油管、长输天然气管等管道外壁；水性无机硅酸锌重防腐涂料主要用于复涂已涂装过的油罐或化学罐。此外，对许多管壁、桥梁工件具有良好的阴极保护效果，有效防止电化学腐蚀。

　　水性重防腐涂料的发展趋势主要体现在：耐高温、耐辐射等高性能特种水性重防腐涂料的研究与开发已成为市场需求；重防腐涂料成膜树脂的复合改性，尤其是互穿网络（IPN）技术等改性方法的开发是水性重防腐涂料的重要研究方向；纳米复合材料在特种水性重防腐涂料中的应用研究具有很好的前景。

　　水性重防腐涂料的应用实例较多，遍及国内外，行业应用面广泛。如上海徐浦大桥（图3a）、秦山核电站（图3b）、上海体育场（图3c）采用的是水性硅酸锌重防腐涂料，三峡水电站（图3d）用水性聚氨酯-环氧-丙烯酸改性重防腐涂料。
 

　　粉末重防腐涂料

　　粉末涂料属于零VOC的环保涂料，具有可回收、无溶剂、生产施工安全及易自动化涂装等特点，清除容易、过喷涂涂料可回收再利用，施工后涂膜基本上不产生真空，涂膜耐久性好。广泛应用于家用电器、交通、建筑和工业领域。

　　目前，粉末涂料己进入稳定发展期，市场份额一直维持在10%~12%之间。我国粉末涂料行业整体技术水平不高，高端粉市场被国外企业垄断，几乎占80%以上的市场份额。

　　在我国环氧重防腐粉末涂料及固化剂己实现国产化。我国粉末涂料主要应用于汽车工业、船舶工业、管道工业、热敏材料和建筑五大领域，应用品种多为粉末重防腐涂料。其相关产品仍存在不足，可薄涂、可低温固化、高装饰性及高耐候性等涂料品种尚缺乏具有合适性价比的、有竞争力的产品；国内粉末涂料仍普遍采用毒性大的TGIC作为固化剂，与国外的低毒固化剂存在差距。

　　粉末涂料的发展方向是低温固化和快速固化、薄膜化、功能化、专用化和美术型粉末涂料。可低温固化树脂的研制以及新的固化工艺的开发是新型重防腐粉末涂料的重要研究方向。

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