海洋防腐涂料新品种概述□边蕴静 海洋环境是非常严酷的腐蚀环境，海洋船舶及海洋工程设施所用
海洋环境是非常严酷的腐蚀环境，海洋船舶及海洋工程设施所用的防护涂料称为海洋防腐涂料，属于重防腐甚至超重防腐涂料的范畴，涵盖范围非常广泛，如防锈底漆、船壳漆、甲板漆、内舱漆、集装箱涂料、海港设施及平台涂料、油罐涂料、海水冷却管道及海上输油管道用涂料等。随着世界海洋工业的迅速发展和环境保护法对海洋涂料工业的影响，海洋防腐涂料也向高性能及环保型方向发展，出现了许多有前景的新技术和新产品。无公害高性能防锈颜、填料 钝化型或缓蚀型海洋重防腐涂料一般要使用含铬、铅等重金属的
钝化型或缓蚀型海洋重防腐涂料一般要使用含铬、铅等重金属的防腐颜料，但这些颜料有一定的毒性。为此，研究人员开发出抑制钢铁腐蚀的新型活性颜料，如磷酸锌、磷酸钙、钼酸锌、钼酸钙以及含锌化合物等；新型的锌-硅酸盐改性的三聚磷酸铝颜料等也是替代重金属颜料的有效品种。金属锰及其化合物如四氧化锰，作为防腐抑制性颜料在涂料中使用，无论单独效能还是综合效能，与传统的钼酸盐和铬酸盐抑制性颜料几乎具有相同的防腐效果；铁氧体作为防腐蚀活性颜料也具有极佳的防腐效能。美国Gerace 公司使用离子交换型防腐颜料代替重金属防腐颜料生产的防腐涂料，已用于北海油田平台的防腐。Moly-White公司最新还研制出无毒型防锈颜料——磷钼酸锌钙，该颜料性能优异，防锈能力超过红丹粉8～10倍，但价格较为昂贵。 近年随着纳米技术的兴起，人们还将纳米材料引入防腐领域，起
近年随着纳米技术的兴起，人们还将纳米材料引入防腐领域，起到了很好的效果。TiO2、ZnO、CaCO3及SiO2等纳米粒子作为颜/填料用于防腐涂料，与其他颜料具有极好的协同作用，为降低成本，可与其他材料复合使用。纳米颗粒的表面能非常高，易于同其他原子结合，从而增加涂层的致密性及抗离子渗透性。除此之外，纳米粒子的引入还可以改善涂料流变性，提高涂层附着力、涂膜硬度、光洁度和抗老化性能，是重要的发展方向之一。低处理表面防锈涂料 船舶及海洋设施有许多狭小紧密或不能搬动的部件，维修时往往
船舶及海洋设施有许多狭小紧密或不能搬动的部件，维修时往往难以进行彻底的表面处理，通常处理后仍带有不同程度的锈蚀物，并经常处于高度潮湿及带油（油舱维修中）的状态，需要1种在恶劣表面可以直接进行涂装的高性能低处理表面涂料。目前各大涂料公司均已开发出具有低处理表面适应性的通用底漆，我国海军舰船维修所也开发出相应品种。这种涂料不但可以减轻表面处理的压力，避免预处理对环境造成的污染，并且可节约大量维修费用。 低处理表面用涂料通常由下列组分构成：带湿、带锈、适用的基
低处理表面用涂料通常由下列组分构成：带湿、带锈、适用的基料树脂，其中环氧树脂的开环反应受水影响较小，尤其是双酚A环氧树脂及其改性树脂，分子结构中带有大量具有极性的羟基和醚键，即使在含水表面，附着力也很大，是基料的最佳选择；带湿固化剂，如酮亚胺、湿固化聚氨酯等；锈稳定剂及转化剂，如铁酸盐、磷酸盐等；表面活性剂，主要是季胺盐类阳离子表面活性剂，目的是提高涂料在水中对基材的附着力和不分散体性；高效颜、填料，常采用铝粉、铁红、磷酸盐及吸水填料氧化钙等具有较好屏蔽性的防锈颜料。 水性涂料
水性涂料 １．无机富锌涂料
１．无机富锌涂料水性无机富锌涂料以无机物为主要成膜物、高含量的锌粉为防锈颜料、水为分散介质的高固分厚膜涂料，是海洋环境防腐蚀领域中防锈性能最优异的一类涂料。 无机富锌涂料中的锌粉含量占干漆膜总量的74%以上，从而保证
无机富锌涂料中的锌粉含量占干漆膜总量的74%以上，从而保证锌粉颗粒及锌粉与底层金属之间紧密接触，使其能有效地对钢铁起到阴极保护作用。另外，锌粉作为牺牲阳极的同时，还可与外部环境中的CO2和H2O发生反应，生成不溶性的碱式硅酸锌，沉积于漆膜空隙中，增加了漆膜的致密性，对漆膜起到屏蔽保护作用。在水性无机富锌涂料配方中，锌粉不仅作为防锈颜料，而且还是涂料的固化剂，其作用远远超过一般锌粉防锈漆中的锌粉。涂料的主要成膜物质（基料）为碱金属硅酸盐，如硅酸钠、钾、锂等。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。 无机富锌涂料防腐作用极为优异，但是对底材的处理要求极为严
无机富锌涂料防腐作用极为优异，但是对底材的处理要求极为严格。国外近年出现的无机磷酸盐水性富锌涂料，对底材处理要求相对较低，性能优异，很有推广价值。水性无机富锌涂料作为1种零VOC的环保型防腐涂料已被各行各业接受，有着广阔的发展和应用前景。 ２．其他涂料 单组分乙烯基丙烯酸或双组分多元胺固化水分散环氧底漆与异氰
单组分乙烯基丙烯酸或双组分多元胺固化水分散环氧底漆与异氰酸酯交联含羟基官能团的丙烯酸面漆配合制得的涂料，已成功地用于船舶的压载舱、饮水舱及底层舱的防腐。 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，可用于除锈不完善的钢基材，甚至可在水下施工。这些涂料配以适当的水性或高固分面漆，可以获得非常耐久的防护体系。乙烯基丙烯酸防护体系用于压载舱，可获得5年的有效防护，该底漆气味低，易清洗，可与食品接触，现用于渔船涂装，且已经获准用于饮水舱；如与具有优良耐磨性及耐冲击性的聚氨酯面漆配套，可用于谷物运载舱。无溶剂涂料 １．环氧涂料 用低粘度液体环氧树脂制成的无溶剂环氧涂料具有一次成膜厚、
用低粘度液体环氧树脂制成的无溶剂环氧涂料具有一次成膜厚、便于喷涂、可常温固化、边缘覆盖性好、防腐性能优异等特点。由于施工过程中无有机溶剂挥发，不仅漆膜厚度及防腐效果得到保障，而且液舱内部施工环境和施工安全性明显改善，施工效率显著提高。该涂料已用于大型船舶的淡水舱和压载舱，效果良好。目前，沪东中华造船有限公司、大连船厂已成功地使用单组分无气喷涂对液舱进行无溶剂环氧涂料的防腐涂装，并解决了表面处理、施工间隔、冬季涂装等工艺问题。无溶剂环氧涂料在压载舱防腐涂装中的普遍应用，将大大降低由压载舱严重腐蚀造成的海损事故。 ２．喷涂聚脲弹性体技术 喷涂聚脲弹性体（Spray Polyurea Elastomer，简称SPUA）是
喷涂聚脲弹性体（Spray Polyurea Elastomer，简称SPUA）是国外近年来为适应环保要求而研制开发的1种新型无溶剂、无污染的防腐及装饰材料。它是在反应注射成型基础上发展起来的，经历了纯聚氨酯（PU）、聚氨酯/聚脲（PU/PUA）、纯聚脲（PUA）三个阶段。最新的纯PUA体系中，使用端氨基聚醚和胺扩链剂作为活泼氢组分，与异氰酸酯组分反应的活性极高，无需任何催化剂，可在室温甚至0℃以下瞬间完成反应，从而有效地消除喷涂聚氨酯（包括聚氨酯/聚脲）弹性体使用过程中因环境温度和湿度影响而发泡，造成材料性能急剧下降的致命缺点。SPUA材料的固含量为100%，采用专用喷涂设备施工，具有强度高、柔韧性好以及防水、防腐蚀、耐磨、抗湿滑、抗热冲击、抗冻及装饰性好等特性，能够耐受酸、碱、油、盐及盐雾等多种化学介质的腐蚀，已在化工设备及港口设施中得到广泛应用。青岛海洋化工研究院也开发出相应品种，处于国内的领先地位。 ３．聚氨酯涂料 美国Zebron公司生产的无溶剂聚氨酯涂料可用于海洋设施、船
美国Zebron公司生产的无溶剂聚氨酯涂料可用于海洋设施、船舶、石油设备等的防腐，具有无针孔、快干、超厚、易施工、耐久、耐候、机械性能优良等特点。新型氯化高聚物涂料 氯化橡胶作为1种性能优异的防腐材料在海洋涂料中已有30多
氯化橡胶作为1种性能优异的防腐材料在海洋涂料中已有30多年的应用。但由于氯化橡胶的生产所采用的CCl4溶剂属于破坏臭氧层的VOC，近年受到一定限制。通过改进生产工艺，如采用水相法进行氯化橡胶的生产，可大大地降低对环境的影响；或通过对氯化橡胶进行改性，改善氯化橡胶的颜料分散性、耐久性、增塑剂渗出性，可用作重防腐涂料体系的中间漆和面漆。该类涂料仍有一定的应用前景，目前正向厚膜方向发展。 其他氯化聚烯烃中，比较有前景的是巴斯夫的MP氯醚树脂系列、
其他氯化聚烯烃中，比较有前景的是巴斯夫的MP氯醚树脂系列、水相法高氯化聚乙烯及其改性产品。国内也已开发出高氯化聚乙烯及MP氯醚树脂产品。高氯化聚乙烯涂料具有优异的耐老化性及优良的耐盐雾、耐海水、耐化学品、耐干湿交替性能，已逐渐在海洋涂料领域获得应用。MP氯醚树脂则由于价格昂贵，还未获得大规模推广应用。鳞片涂料 鳞片防腐涂料是以耐腐蚀树脂如环氧、聚氨酯、氯磺化聚乙烯等
鳞片防腐涂料是以耐腐蚀树脂如环氧、聚氨酯、氯磺化聚乙烯等为主要成膜物质，薄片状的云母氧化铁鳞片、铝金属鳞片、不锈钢鳞片和玻璃鳞片等为骨料，配以适当添加剂制得的厚浆型涂料。由于鳞片涂料的涂层中多层鳞片水平重叠排列，延长了腐蚀介质渗透到底材的路径，提高了涂层的防腐性能，在海洋重防腐领域得到了越来越广泛的应用。它既不含贵金属，也不含有毒成分，是环保型防腐涂料，近年发展迅速。该涂料具有极其优异的防腐性能，是海洋防腐涂料中极具潜力的品种。新型聚硅氧烷涂料 基于硅氧烷聚合物的防腐涂料是重防腐领域的新材料，阿克苏公
基于硅氧烷聚合物的防腐涂料是重防腐领域的新材料，阿克苏公司已推出该类型的新型重防腐涂料Interfine 979，耐久性是标准聚氨酯涂料的4倍，所需漆膜的道数减少。基料中起防腐作用的是无机硅氧烷化学键，与聚氨酯及环氧涂料中的有机碳化学键相比，后者更易受到环境因素侵蚀而断裂，漆膜遭到破坏，从而使水渗到钢基材表面引起腐蚀。超耐候性面漆 有机硅树脂涂料的耐候性和耐久性极好，一般可使用10～20年
有机硅树脂涂料的耐候性和耐久性极好，一般可使用10～20年或更长时间，可用作防腐体系的面漆。纯有机硅树脂因物理性能过于极端，难以直接用于重防腐体系，目前开发的可用于防腐体系的低温固化新型改性有机硅树脂涂料主要有：有机硅醇酸树脂涂料、有机硅橡胶改性聚氨酯涂料、丙烯酸有机硅树脂涂料等。 氟碳树脂是近年广受关注的新型材料，具有极其优异的耐候性、
氟碳树脂是近年广受关注的新型材料，具有极其优异的耐候性、拒水油性、耐沾污性、耐化学药品性、耐溶剂性等，是制造超耐候性建筑涂料及重防腐涂料的优良材料。在极其苛刻的海洋腐蚀环境下，氟碳树脂及含氟聚氨酯等改性材料是面漆基料的极佳选择，除用于船壳漆外，还可用于接触强腐蚀介质的内舱涂料等。