無溶劑重防腐蝕涂料

沈 希

（北京函海重防腐蝕涂料有限公司，北京 100072）

0 引言

傳統(tǒng)的低固含量溶劑型涂料約含50%的有機溶劑，在涂料的制造、施工、干燥、固化成膜過程中，向大氣中散發(fā)出大量的揮發(fā)性有機物（簡稱VOC），對生態(tài)環(huán)境造成極為嚴重的污染。從世界范圍來看，近年來環(huán)保型涂料獲得了較大發(fā)展，其中溶劑型涂料約占涂料總量的28%。而我國目前溶劑型涂料約占55.3%，每年有180萬噸有機溶劑排入大氣，遠遠高于全球的平均水平。涂料行業(yè)也因此而成為第二大VOC排放戶，這不僅污染了環(huán)境，而且浪費了大量資源，在能源相對緊張和環(huán)境污染日益突出的今天，這個問題已引起各方的高度重視。美國早在1966年就提出了限制有機溶劑排放量的著名的“66法規(guī)”，隨之北美、歐洲、日本等一些國家也有類似的法規(guī)出臺。我國于1989年12月頒布了環(huán)境保護法，并于2015年3月起開始對溶劑型涂料征收4%的消費稅。隨著人們環(huán)保意識的增強，環(huán)保型涂料將成為人們的消費時尚。因此，研究和開發(fā)符合生態(tài)、效率、能源要求的“環(huán)境友好涂料”—無溶劑型涂料，具有重大的戰(zhàn)略意義和廣闊的市場前景。

1 無溶劑重防腐蝕涂料

無溶劑涂料是一種新型的高性能涂料，又可稱為活性溶劑涂料，指溶劑最終成為涂膜組分，在固化成膜過程中基本不向大氣中排放VOC的一類高固體含量涂料。目前，國外很多著名的涂料公司均有生產(chǎn)。如美國的Sigama公司、IP國際公司、Ameron公司；挪威倫敦油漆；丹麥老人牌涂料；日本的關(guān)西涂料公司； 澳大利亞的SPC公司等。無溶劑涂料的防腐性能好，固含量可接近或達到100%，固化時溶劑揮發(fā)極少，符合環(huán)保要求；涂層收縮率小、無針孔、抗?jié)B性能好，不僅消除了中毒和火災(zāi)的危險，適合較密閉的艙、室內(nèi)施工，還可減少通風設(shè)備，避免因溶劑揮發(fā)造成的資源浪費和環(huán)境污染，并確保了生態(tài)和工作人員的安全；無溶劑涂料是厚涂型涂料，每次涂層厚度可達200μm以上，甚至可達700μm；涂層結(jié)合強度高、收縮率小，減少了施工道數(shù)。傳統(tǒng)的溶劑型涂料在溶劑揮發(fā)后損失的體積分數(shù)高達50%，而無溶劑涂料不會造成涂層質(zhì)量的損失，并可厚涂，施工效率高。所以總的造價較低，由此可產(chǎn)生非?？捎^的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。

重防腐涂料是相對常規(guī)防腐涂料而言的，它的英文翻譯為：Heavy-Duty coating，是能在相當苛刻腐蝕環(huán)境里應(yīng)用，并具有能達到比常規(guī)防腐涂料更長保護期的一類防腐涂料。重防腐涂層在酸、堿、鹽和溶劑介質(zhì)中，一般要求達到5年以上，在化工大氣和海洋環(huán)境下，一般在10～15年以上。

重防腐涂料的應(yīng)用涉及現(xiàn)代化各個領(lǐng)域，如大型的工礦企業(yè)：化工、石油化工、鋼鐵及大型礦山冶煉的管道、貯槽、設(shè)備等；重要的能源工業(yè)：天然氣、油管、油罐、輸變電、核電設(shè)備及煤礦礦井等；現(xiàn)代化的交通運輸：橋梁、船舶、集裝箱、火車和汽車等；新興的海洋工程：海上設(shè)施、海岸及海灣構(gòu)造物及海上石油鉆井平臺等。

為了適應(yīng)時代的發(fā)展和環(huán)境保護的要求，世界涂料工業(yè)在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，重防腐涂料也不例外，無論涂料的生產(chǎn)，還是施工，對材料的環(huán)保性和安全性的要求越來越高，無溶劑化、水性化和粉末化已經(jīng)成為涂料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。國內(nèi)外著名的涂料生產(chǎn)廠家在提供高品質(zhì)的重防腐涂料產(chǎn)品的同時，正在積極研制各種高性能的無溶劑重防腐涂料，并將其推向高速發(fā)展的工業(yè)防腐涂料市場。

2 無溶劑耐高溫重防腐蝕涂料

耐高溫涂料一般指能長期承受200℃以上溫度，涂層不脫落，仍然保持適當?shù)奈锢頇C械性能，起到保護作用的涂料。所謂耐高溫重防腐蝕涂料即是在高溫下具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，并能夠長期耐強酸、強堿、強溶劑、鹽等腐蝕介質(zhì)和熱應(yīng)力腐蝕的一類高性能涂料。

耐高溫重防腐蝕涂料在現(xiàn)代工業(yè)、軍事、航天領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛地應(yīng)用于煙囪、除塵脫硫設(shè)備、高溫蒸汽管道、熱交換器、高溫爐、石油裂解設(shè)備，發(fā)動機部位及排氣管等方面。隨著耐熱聚合物應(yīng)用研究的進步，促進了耐熱涂料向多功能方向迅速發(fā)展，其應(yīng)用面越來越廣泛。尤其是兼具重防腐蝕功能的耐高溫涂料正引起人們的強烈關(guān)注。

在追求防腐蝕涂料高性能的同時，節(jié)約資源，保護生態(tài)環(huán)境這個具有國際意義的新課題對涂料工業(yè)提出了“無污染”的新要求。開發(fā)無溶劑的所謂“綠色”涂料，不僅可以減少污染，改善環(huán)境，而且可以節(jié)約資源，降低成本，提高經(jīng)濟效益，已成為全球涂料工業(yè)的一種發(fā)展趨勢，因而，也是耐高溫涂料研制的發(fā)展方向。由此可見，兼具重防腐和耐高溫功能的常溫固化無溶劑涂料，具有重要的應(yīng)用價值。

3 “函海公司”重防腐蝕技術(shù)

“北京函海重防腐蝕涂料有限公司”以重防腐蝕技術(shù)為核心，專注于研制各種環(huán)境友好型重防腐蝕涂料及功能性涂料。擁有耐高溫重防腐蝕涂料、無溶劑重防腐蝕涂料、鱗片涂料/玻璃鋼復(fù)合材料等專有技術(shù)，形成了性能卓越、施工簡便、低成本、無污染、適應(yīng)性廣、可靠性高的多項重度耐蝕材料應(yīng)用成果。公司生產(chǎn)的系列產(chǎn)品耐酸、堿、鹽、油、污水、海水、鹽霧、濕熱、磨耗、化工大氣、微生物、熱應(yīng)力及多種有機溶劑的長期腐蝕，與金屬、混凝土的附著力強，機械強度高，收縮率小，堅韌耐磨。適用于各種重度腐蝕環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)施和設(shè)備的長期防護。

3.1 主要產(chǎn)品

“函?！蓖苛鲜亲裱斀駠H上涂料工業(yè)發(fā)展的高性能、經(jīng)濟、環(huán)境友好、節(jié)能、易施工的“五E”原則，采用重防腐、無溶劑、耐溫隔熱、微觀界面等技術(shù)研制的 “綠色”重防腐蝕涂料。

3.1.1 HT-1環(huán)氧重防腐蝕涂料

HT-1環(huán)氧重防腐蝕涂料是由環(huán)氧樹脂、增韌樹脂、鱗片填料、可交聯(lián)固化的活性溶劑和改性胺類固化劑組成的厚漿型雙組分涂料。涂層粘結(jié)力強，結(jié)構(gòu)致密，抗沖擊耐磨性好。對海水、酸、堿、鹽、土壤、原油、汽油及化工大氣有突出的防腐蝕性能，是當今大型鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)工程理想的耐蝕材料。適用于石化、環(huán)保、冶金、煤炭、電力、水利、紡織、橋梁、食品、電鍍、工業(yè)建筑、海洋設(shè)施等行業(yè)中的貯罐、貯槽、污水處理池、管道、地坪、塔器等鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的長期防腐。

3.1.2 YZT乙烯基脂重防腐蝕涂料

YZT乙烯基酯重防腐蝕涂料是由乙烯基酯樹脂、鱗片填料、顏料、功能性助劑、固化劑、促進劑等組成。耐腐蝕性能優(yōu)異，強酸性環(huán)境下耐腐蝕性尤為突出。該涂料的固體份含量高、粘結(jié)力強，抗沖耐磨，機械強度高。本產(chǎn)品有 YZT-1和YZT-2兩種規(guī)格。YZT-2乙烯基酯重防腐蝕涂料較YZT-1可耐受更高的溫度。適用于罐、槽、管道、反應(yīng)釜、洗滌塔等高溫、高濕熱、強腐蝕環(huán)境，尤其是氧化性酸環(huán)境下的腐蝕防護。

3.1.3 HST環(huán)氧呋喃重防腐蝕涂料

HST-2環(huán)氧呋喃重防腐蝕涂料是由呋喃改性環(huán)氧樹脂、鱗片填料、晶須、空心微珠、可交聯(lián)固化的活性溶劑和耐溫型固化劑等組成的雙組分無溶劑重防腐蝕涂料。該產(chǎn)品與鋼和混凝土的粘結(jié)力強，且施工方便，具備固含量高、抗?jié)B、防腐、耐磨損、耐高溫、耐熱應(yīng)力等多種優(yōu)異的性能，可應(yīng)用在高低溫交變、干濕交變、強酸強堿交變和高磨損等惡劣環(huán)境。適用于脫硫塔、煙囪、煙道、污水處理設(shè)施、中和塔、冷卻塔、熱力管道、化學品貯罐、貯槽、重度腐蝕地坪等鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的長期防腐。

HST-3油井管重防腐蝕涂料是由呋喃改性柔性環(huán)氧樹脂、復(fù)合活性稀釋劑、鱗片填料、耐熱填料、空心微珠、晶須、偶聯(lián)劑和耐溫型固化劑等組成的雙組分重防腐蝕涂料。該涂料所形成的涂層能在高溫下抵御酸、堿、鹽、油、含硫污水、細菌等多種腐蝕介質(zhì)的長期侵蝕；與鋼材的粘結(jié)力強，耐磨耗、韌性好、抗拉、抗折彎；可適應(yīng)多種交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用。產(chǎn)品的固含量接近100%，減少了溶劑揮發(fā)造成的資源浪費和環(huán)境污染；常溫固化，無需加熱，節(jié)省了涂層固化設(shè)備投資和大量能源。適用于油井管（油管、套管、鉆桿等）的內(nèi)表面防腐蝕，緩沖罐、注水罐、油田污水罐、注水和回水管線、污水處理管線、油氣集輸管線及各行業(yè)腐蝕性介質(zhì)的貯罐、貯槽、輸送管線的內(nèi)壁防腐蝕。

HST-5換熱器重防腐蝕涂料是由呋喃改性柔性環(huán)氧樹脂、復(fù)合活性稀釋劑、鱗片填料、耐熱導熱填料、晶須、偶聯(lián)劑和耐溫型固化劑等組成的雙組分重防腐蝕涂料。該涂料所形成的涂層能在高溫下抵御酸、堿、鹽、油、污水等多種腐蝕介質(zhì)的長期侵蝕；與鋼材的粘結(jié)力強，耐沖蝕和磨損、韌性好、抗沖擊、耐熱導熱性好；可適應(yīng)干濕、冷熱等多種交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用，具有顯著的防垢效果，耐高溫高壓水的清洗。產(chǎn)品的固含量接近100%，減少了溶劑揮發(fā)造成的資源浪費和環(huán)境污染；常溫固化，無需加熱，節(jié)省了涂層固化設(shè)備投資和大量能源，并使大型換熱器的防腐涂裝成為可能。涂層修復(fù)性好，設(shè)備維修方便。適用于煙氣換熱器等熱交換設(shè)備的防腐。

3.2 無溶劑重防腐涂料及襯里關(guān)鍵技術(shù)

“北京函海重防腐蝕涂料有限公司”遵循環(huán)境友好的理念，開發(fā)的無溶劑重防腐蝕系列涂料，具有突出的防護性能以及制造和使用過程中的環(huán)境行為。其卓越性能的顯現(xiàn)，是由于我們在重防腐蝕涂料的研制、生產(chǎn)和施工中采用了如下關(guān)鍵技術(shù)：

3.2.1 綠色低碳技術(shù)

在當今大力提倡生態(tài)環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟以及礦產(chǎn)和土地資源節(jié)約與綜合利用的背景下，為大力發(fā)展基于可再生資源、天然礦物和固體廢棄物綜合利用，用以制備重防腐涂料及復(fù)合材料提供了契機。在涂料配方的設(shè)計及原材料的選擇過程中，我們充分體現(xiàn)了這一指導思想。

3.2.1.1 樹脂

呋喃樹脂的基本原料糠醛是一種生物化工產(chǎn)品，它有別于石化或煤化產(chǎn)品，是一種可再生的資源。呋喃樹脂固化后不易著火，具有突出的耐酸（除氧化性酸）、耐堿、耐有機溶劑性。其化學穩(wěn)定性僅次于聚四氟乙烯塑料，同時耐熱性能也很好，最高使用溫度高達200℃，這是目前使用較多的熱固型樹脂都難達到的。將一定比例的環(huán)氧樹脂和呋喃樹脂進行接枝改性得到的復(fù)合樹脂，既具有環(huán)氧樹脂強度高、粘結(jié)性好、收縮率小的特點，又具有呋喃樹脂耐溫、耐酸堿、耐溶劑的特性。且粘度較低，并可在常溫下固化，適宜制成各種無溶劑的重防腐耐溫涂料。

3.2.1.2 溶劑

函海公司生產(chǎn)的重防腐蝕涂料采用復(fù)合的活性稀釋劑為溶劑，它由于帶有環(huán)氧基而能與固化劑固化成膜。所以，該系列產(chǎn)品的固體含量高達95%以上，大大減少了溶劑揮發(fā)造成的資源浪費和環(huán)境污染。同時使涂層致密而無針孔，提高了防腐層的耐蝕性。在同樣厚度下，每公斤涂料所能涂刷的面積大大增加。降低了單位面積基材所用涂料的成本，因而節(jié)約了資源，提高了經(jīng)濟效益。

3.2.1.3 填料

礦物來源豐富，對降低重防腐涂料的成本有明顯優(yōu)勢。固體廢棄物的堆存是環(huán)保問題之一，以此為原料制備涂料及復(fù)合材料則可達到變廢為寶的目的。

鱗片填料能屏蔽水、氧、離子等腐蝕因子的透過，切斷漆膜中的毛細孔?；ハ嗥叫薪化B的鱗片在漆膜中起到迷宮效應(yīng)，延緩腐蝕因子滲入，對于大幅度提高重防腐蝕涂料的耐蝕性能起到了關(guān)鍵作用。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的重防腐蝕涂料普遍采用玻璃鱗片和不銹鋼鱗片。由于此類鱗片的價格較貴，且在涂料中含量很高，使得由此制得的重防腐蝕涂料往往因成本高而難以推廣應(yīng)用。因此，尋求某種價格便宜的鱗片狀填料代用品對于重防腐蝕涂料的實用化有相當重要價值。我們采用的各種鱗片填料均是來源廣泛、價格便宜的礦產(chǎn)原料，具有優(yōu)良彈性和韌性，徑厚比大，熱膨脹系數(shù)小，在各種化學腐蝕介質(zhì)中完全惰性，抗紫外線輻射。經(jīng)特殊的方法進行表面處理后，在微觀上解決了與樹脂的粘結(jié)問題，完全可以替代昂貴的玻璃鱗片和不銹鋼鱗片，達到降低成本的目的。

粉煤灰是煤燃燒后的固體廢棄物，作為燃煤電廠排出的固體廢棄物，是一種可利用的資源。我國電廠以燃煤為主，粉煤灰年排放量每月1.8億噸，但利用率僅為30%左右，大量粉煤灰堆積于灰場，不僅占用了大量的土地資源，而且對環(huán)境造成了嚴重污染。

粉煤灰中的空心微珠（漂珠）是直徑為數(shù)微米至數(shù)百微米的中空薄壁小珠，外形光滑圓整，具有等向性，無尖銳邊角，在樹脂中的分散性好。與其它形狀的填料相比，此類微珠的比表面積最小，這意味著可以提高涂層的填充量，而涂料仍具有良好的施工性能，這使得制造高固體含量的無溶劑涂料成為可能。由于其膨脹系數(shù)小，且各向同性，因此可減少涂層的收縮，防止應(yīng)力開裂。微珠的空心結(jié)構(gòu)能降低輻射傳熱及熱導傳熱，起到保溫隔熱的作用。它還具有熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性高、質(zhì)輕、耐磨、絕緣、阻燃、無毒、流動性好等優(yōu)點。近年來，空心微珠作為隔熱填料已成為輕質(zhì)、薄層、高效隔熱涂料研究的熱點，在耐高溫涂料中也已開始應(yīng)用。在配方中加入一定量的微珠，可提高涂料的固含量，改善了涂層的耐熱性、隔熱性、收縮率等性能，并緩解了高溫濕熱對涂層與鋼界面間的熱沖擊。

除此以外，應(yīng)盡量采用礦產(chǎn)原料，如重晶石粉、滑石粉、鑄石粉、石墨、玄武巖粉等耐蝕原料，用以替代鈦白、沉淀硫酸鋇，白炭黑、色素炭黑等化工生產(chǎn)的顏料和填料。

3.2.2 偶聯(lián)技術(shù)

偶聯(lián)劑被稱作“分子橋”，用于改善無機物與有機物之間的界面作用，從而大大提高復(fù)合材料的性能，如物理性能、電性能、熱性能、光性能等，并可很大程度上改善材料的加工成型性以及工藝操作性等。事實上，偶聯(lián)劑已成為材料工業(yè)必不可少的助劑之一，被人們形象地稱為“工業(yè)味精”。

偶聯(lián)劑是一種具有兩類活性基團的化合物，其中一部分基團是親無機的基團，可與無機物表面起化學反應(yīng)形成化學鍵；另一部分基團是親有機的基團，通過在樹酯中的活性基團的加成或聚合反應(yīng)形成化學鍵。常用的偶聯(lián)劑種類有硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。研究表明，在配方中所用填料用偶聯(lián)劑處理后，使其表面由親無機變?yōu)橛H有機，進而與樹酯的粘接性能大為改善，從而提高了涂層的機械強度、抗?jié)B性能和耐蝕性能。除了添加硅烷類偶聯(lián)劑外，我們還加入了一種具有4個反應(yīng)基團的偶聯(lián)劑，它既可同基料中的環(huán)氧基、羥基反應(yīng)，又可與無機填料增強劑表面的羥基反應(yīng)，使涂層中基料分子之間，填料之間，基料和填料之間都偶聯(lián)起來，使整個涂層成為一個牢固的整體，從而大大提高了涂層的性能。

3.2.3 節(jié)能技術(shù)

目前，國內(nèi)普遍采用環(huán)氧氨基、漆酚或漆酚鈦整合聚合物涂料用于換熱器或油井管的防腐。每道干膜厚度僅為數(shù)十微米，要達到重防腐蝕涂層的設(shè)計厚度，必須采用多遍涂裝。每道涂層表干后，都應(yīng)在高溫下烘烤固化。不僅施工工序多、成本高，而且?guī)泶罅咳軇┪廴?、資源浪費和能量損耗。HST無溶劑重防腐蝕涂料可在常溫下固化，節(jié)省了涂裝固化裝置的投資和能源消耗。

3.2.4 涂裝技術(shù)

一種性能優(yōu)異的防腐蝕涂料，若不予以正確的涂裝，其特性是很難體現(xiàn)的。反之，某些功能突出的防腐蝕涂料，由于涂裝工藝繁瑣，要求苛刻，而在工程上往往難于實施。因此，在保證產(chǎn)品使用性能的基礎(chǔ)上，簡化工藝程序，提高施工效率，降低工程費用，具有十分現(xiàn)實的意義。上述無溶劑重防腐蝕涂料的涂裝工藝較簡單，省工省時，具有以下特點：

（1）表面處理簡單

本系列產(chǎn)品主要以改性環(huán)氧樹脂為基料，對金屬和混凝土有很強的粘結(jié)力。因而對金屬基體的表面處理要求相對較低。如采用本公司生產(chǎn)的“多功能鋼鐵表面處理液”，則經(jīng)一次處理即同時可達到除油、除銹、磷化、鈍化四種目的，在鋼鐵表面形成防護薄膜，并可提高與漆膜的附著力；

（2）涂裝效率高

無溶劑重防腐蝕涂料固化過程中溶劑揮發(fā)量極少，一道涂裝可以很厚（200～300μm）而不會形成針孔。所以該涂料可制成厚漿，只需2～3道即可達到設(shè)計厚度。近年來國際上流行的高壓無空氣噴涂使得該類厚漿型涂料的大面積施工成為可能。高壓無空氣噴涂的主要特點是涂裝效率高（～500h），沒有回彈噴霧的飛揚現(xiàn)象，一次噴涂厚度可達100～300μm，并可提高涂層的致密性、附著力及均勻性，且涂料中不混有壓縮空氣、水分和雜質(zhì)，因而施工質(zhì)量得到了保證；

（3）實現(xiàn)“底面漆合一”

該產(chǎn)品不僅具有極強的粘結(jié)力而能用作底漆，而且由于其突出的防腐性能，而可作為中間漆和面漆。由此實現(xiàn)了“底面漆合一”，簡化了施工程序（強紫外線環(huán)境除外）。

3.2.5 鱗片涂料/玻璃鋼襯里復(fù)合技術(shù)

盡管重防腐蝕涂料（俗稱鱗片涂料）具有抗?jié)B性強、耐磨性好、施工方便等突出的優(yōu)點，但其單獨作為防腐蝕襯里時，仍普遍存在本體強度不高的缺陷，在實際使用中防腐襯層因此而產(chǎn)生龜裂、開裂、剝落等腐蝕失效現(xiàn)象。為了彌補鱗片涂層的以上致命缺陷，我們在設(shè)計防護襯里結(jié)構(gòu)上采用鱗片涂料為粘結(jié)材料，并以纖維布作為增強材料，形成了鱗片涂料/玻璃鋼的獨特內(nèi)襯。由于玻璃纖維是一種抗拉強度很高的高模量、高強度材料，而玻璃鋼在力學性能和抗變形性能上優(yōu)于鱗片涂料，因此，由玻璃纖維布與鱗片涂料復(fù)合組成鱗片涂料/玻璃鋼的結(jié)構(gòu)，既發(fā)揮了鱗片涂料的抗?jié)B防腐耐磨耐溫性能好的優(yōu)點，也保留了玻璃鋼整體性好、強度較高的優(yōu)點，從而彌補了鱗片涂料本體強度較低的性能缺陷。這種獨特的襯里屏蔽結(jié)構(gòu)，是一種可替代玻璃鋼、橡膠、搪瓷等的高度耐蝕復(fù)合材料，具有下列特點：

（1）極優(yōu)良的耐腐蝕介質(zhì)的滲透性，能有效地避免金屬設(shè)備底層腐蝕；

（2）襯層中含大量填料，耐磨損性好，可耐動態(tài)介質(zhì)的摩擦；

（3）固化時收縮率小，熱膨脹系數(shù)??；

（4）在鱗片的作用下，分散了殘余應(yīng)力，襯層的耐溫度劇變性好，進而增強了附著力和耐久性；

（5）本體強度高，抗沖擊，結(jié)構(gòu)、組成和厚度可設(shè)計；

（6）良好的施工工藝性，常溫下固化，可采用噴、輥、刷等工藝，修補容易。

鱗片涂料/玻璃鋼結(jié)構(gòu)大大提高了防護層的抗?jié)B性、耐磨性、耐溫變性，增強了襯里的整體性和結(jié)構(gòu)強度，為解決脫硫塔、煙囪（道）、反應(yīng)釜、污水池、涼水塔、海水設(shè)備、化工地坪等動態(tài)環(huán)境下的重度腐蝕難題提供了一條簡便而易推廣的途徑。

3.2.6 耐高溫技術(shù)

防腐涂層高溫環(huán)境耐受能力的關(guān)鍵在于基體材料。該復(fù)合材料基體相應(yīng)的設(shè)計有三個技術(shù)關(guān)鍵點：（1）耐溫性；（2）高溫下的耐蝕性；（3）耐溫急變性能。而且必須同時兼顧對熱應(yīng)力的松弛性、耐溫、耐蝕、耐磨及高溫下力學性能的保持率等性能要求。我們在研發(fā)過程中致力于傳統(tǒng)的耐高溫涂料研制思維模式上的突破，將重防腐技術(shù)、偶聯(lián)技術(shù)、無溶劑技術(shù)和耐高溫涂料技術(shù)融合于配方的設(shè)計之中。進而提高了涂層的各種理化性能指標，尤其是耐熱性能和耐冷熱干濕沖擊能力。

4 項目推廣應(yīng)用前景及案例

近幾十年來，隨著國內(nèi)外科學技術(shù)和國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工程項目更趨大型化。如跨海大橋、海上機場等，這些巨型工程處于惡劣的海洋環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕十分厲害，需要有更長壽命的防護涂層體系對它們進行保護。其他的大型工程和設(shè)備，還包括海上鉆井等工程設(shè)施、船舶、集裝箱、碼頭、礦井、鐵路機車、（核）電站、大型運輸和起重設(shè)備、石油化工設(shè)備、油罐、輸送管道、煤氣炬等，均要求涂層壽命在十年以上，少的也要有五年以上。在這期間，不允許進行大面積維修。

由于一般的防腐蝕涂料在這些惡劣的環(huán)境中使用壽命很短，一般在2年左右，因此不能滿足上述要求，防護費用較高。大型工程設(shè)備如使用重防腐蝕涂層，經(jīng)濟效益將十分顯著，且安全可靠。世界各國的防腐蝕實踐證明，利用重防腐蝕涂料涂層對大型鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)進行防腐蝕處理，是最有效最經(jīng)濟的方法。因此，由通用型邁向重防腐是當代涂料防腐蝕技術(shù)的重大進步和必然趨勢。

以下列舉了無溶劑重防腐蝕涂料在各行業(yè)重度腐蝕環(huán)境中的應(yīng)用實例。詳情可參見“重防腐蝕涂層設(shè)計方案（“函海公司”）。

4.1 煙氣脫硫裝置

濕法煙氣脫硫（FGD）是當今燃煤電廠、鋼廠、石化廠、窯爐廠、水泥廠、有色冶煉廠、焦化廠、燒結(jié)廠、廢棄物焚燒廠等企業(yè)控制二氧化硫排放的主要方法，該工藝具有煙氣濕度大、吸收液固含量高、流量大、腐蝕性強等特點。因此，裝置中的關(guān)鍵設(shè)備—脫硫塔、換熱器、煙囪和煙道在運行中處于高溫、高濕、強酸、磨損、冷熱交變的惡劣腐蝕環(huán)境中，防腐襯里時常失效破壞。防腐蝕襯里的可靠性是影響系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵問題而被喻為“脫硫生命線”。 HST重防腐蝕涂料及其鱗片涂料/玻璃鋼襯里已在脫硫系統(tǒng)的吸收塔、煙囪、換熱器、煙道、除塵器、堿儲罐、廢水處理等設(shè)備中廣泛應(yīng)用。具備強度高、耐磨耗、耐高溫濕熱、強酸強堿交變腐蝕、熱應(yīng)力腐蝕等多種優(yōu)異特性，為FGD系統(tǒng)防腐提供了一條簡便、經(jīng)濟而可靠的方法。

4.2 污水處理系統(tǒng)

污水處理涉及石化、礦山、冶煉、食品、農(nóng)藥、造紙、皮革、電鍍、紡織、印染、屠宰、養(yǎng)殖等各行各業(yè)，腐蝕介質(zhì)復(fù)雜，含各種酸、堿、鹽、硫化物、油類、微生物、有機物和溶劑等。污水腐蝕程度隨成分、含量、溫度、PH值的變化而變化。污水處理系統(tǒng)多為鋼筋混凝土構(gòu)造及碳鋼制造，其防護涂層或襯里必須選擇高度耐蝕的材料才可使主體結(jié)構(gòu)免遭腐蝕破壞。無溶劑重防腐蝕涂料及其鱗片涂料/玻璃鋼襯里具有粘接力強，收縮率低，殘余應(yīng)力小，抗?jié)B、防腐、耐磨、耐凍融性好，施工及修補方便等優(yōu)勢，可用于污水處理系統(tǒng)中鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)的各種污水罐、污水池、儲槽、埋地管道等設(shè)施。

4.3 油井管及采油集輸系統(tǒng)內(nèi)涂層

油氣田開發(fā)過程中，腐蝕是一個伴隨始終的嚴重問題。鉆井工程中使用的油井管，包括油管、套管和鉆桿等各種管具處于含氧、硫化氫、二氧化碳、溶解鹽、細菌和導電性的鉆井液中，加之溫度和PH值的變化，高壓的環(huán)境，使金屬極易發(fā)生電化學腐蝕。與此同時，金屬構(gòu)件在鉆井時大多處于相對運動的狀態(tài)下，受到拉、扭、彎曲、沖刷等各種機械力的作用，容易造成腐蝕疲勞和磨損腐蝕。為了保持地層壓力，提高采油率，普遍采用注水工藝和向油井中增注大量鹽酸或土酸（鹽酸和氫氟酸的混合液）的酸化工藝。酸性介質(zhì)，尤其是土酸中氫氟酸在深井的高溫環(huán)境下，對金屬有極強的腐蝕性。在油田生產(chǎn)過程中，油井管的內(nèi)腐蝕所造成的破壞占主要地位，并一直是困擾我國油氣開采和輸送的“頑疾”。

采油及集輸系統(tǒng)由采油井、計量站、集輸管線、聯(lián)合處理站和回注系統(tǒng)等組成。隨著我國部分主要油田進入高含水開發(fā)期，回注水和酸化工藝的廣泛使用，致使采出水的礦化度越來越高、氯離子含量很大，并含有二氧化碳、硫化氫、溶解氧、泥沙和硫酸鹽還原菌等腐蝕介質(zhì)，再加上水溫較高、流速、流態(tài)變化等相互作用，對采油及集輸系統(tǒng)的管線和設(shè)備造成嚴重的腐蝕。

油井管中的油管、套管和鉆桿及采油集輸系統(tǒng)中的金屬管線、設(shè)備、容器的內(nèi)涂層可采用“HST-3油井管重防腐蝕涂料”防護。

4.3 管道

管道輸送是科學技術(shù)進步的一大標志，涉及各行各業(yè)。如長輸油、氣管線，城市供水、供氣、供熱管道，石化行業(yè)的油井管、集輸管道、工藝管線，以及各企業(yè)的循環(huán)水，污水管道等。按腐蝕環(huán)境可分為管道外防腐、管道內(nèi)防腐和熱力管道三種情況。管道內(nèi)防腐的對象是管道內(nèi)流通的介質(zhì)；而外防腐中的架空管道針對的是大氣腐蝕（包括化工氣體腐蝕），埋地管道則主要針對的是土壤腐蝕；熱力管道防腐針對的主要是保溫與高溫工況下的防腐。從被防腐的基體而言，主要有鋼和混凝土二類。“函海公司”提供的管道重防腐蝕涂層由系列化性能優(yōu)異的重防腐蝕涂料組成，配套性好，可用于各種埋地管道、架空管道、工藝管線、熱力管道的內(nèi)外防腐層結(jié)構(gòu)中。并具備以下性能特點：

（1）物理機械性能突出，漆膜堅韌，抗沖耐磨，粘結(jié)力強；

（2）抗?jié)B性好，耐酸、堿、鹽、油、污水、濕熱、鹽霧、海水、微生物、有機溶劑等介質(zhì)的腐蝕；

（3）電性能優(yōu)異，涂層絕緣強度高。抗陰極剝離性能好；

（4）高固體份，對環(huán)境友好。施工周期短，可厚涂，修復(fù)性好；

（5）抗土壤干濕交變應(yīng)力腐蝕，耐植物根系穿透能力強。

4.5 大型鋼結(jié)構(gòu)

鋼鐵是現(xiàn)代建筑中十分重要的結(jié)構(gòu)材料，它強度高，韌性好，性能穩(wěn)定。方便加工制作成大跨度、大空間的建筑物（如機場、體育館、廠房、倉庫、展館、火車站等），易于控制質(zhì)量，安裝迅速。但鋼結(jié)構(gòu)易在大氣中的水分、氧氣和腐蝕性介質(zhì)（如SO2、NaCl、固體塵粒）等的聯(lián)合作用下引起破壞。如不加以防護，其使用壽命、安全性等均難以得到控制和保障。為了確保大型鋼結(jié)構(gòu)建筑的完整性，展現(xiàn)其藝術(shù)感染力，采用重防腐蝕涂層防護是經(jīng)濟且可行的方法，涂層的使用壽命可以達到15年以上。如采用重防腐蝕涂層和金屬熱噴涂的雙重防護，可達到25年以上的使用壽命。大型鋼結(jié)構(gòu)重防腐蝕涂層的主料可采用 “HT-1環(huán)氧重防腐蝕涂料”。

4.6 火電廠鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)

以煤、油和天然氣為燃料的電廠為火力發(fā)電廠，簡稱火電廠。在燃料的燃燒過程中，會釋放出大量硫化物等腐蝕性氣體，與空氣中的水汽或雨水相結(jié)合形成酸性溶液。而煤灰在鋼結(jié)構(gòu)上沉積時，會形成電解質(zhì)，從而加速了鋼材的電化學腐蝕速度。由于很多電廠都建在海邊，會受到海洋性氣候的影響，鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)所處的腐蝕環(huán)境更加嚴酷?；痣姀S防腐蝕涂裝的主要對象涉及輸煤系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、煙氣脫硫及冷卻塔、污水處理系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、廠房、鍋爐島、汽輪機島等。

火電廠埋地循環(huán)水管、鋼結(jié)構(gòu)、脫硫系統(tǒng)、煤碼頭、儲罐、化學品區(qū)域、冷卻塔等設(shè)備和設(shè)施的防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計參見“火電廠鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)涂層設(shè)計方案”（“函海公司”）。

4.7 化工氣柜

在石油化工、鋼鐵等企業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要用到貯存腐蝕性氣體（如H2S、SO2、HCl、CO、CO2、H2、NH3等）的各種氣柜。該裝置由水槽、鐘罩等組成，材質(zhì)一般為碳鋼。氣柜所處的腐蝕環(huán)境十分復(fù)雜，金屬將面臨大氣腐蝕、酸性水腐蝕、細菌腐蝕、干濕交變、冷熱交變應(yīng)力腐蝕等多種因素的作用，金屬表面腐蝕嚴重?！昂９尽碧峁┑挠糜诨夤裰胤栏g的涂層，具備以下性能特點：

（1）物理機械性能突出，漆膜堅韌，粘結(jié)力強；

（2）抗?jié)B耐酸性好，并耐污水、濕熱、霉菌、化工大氣等多種腐蝕介質(zhì)；

（3）耐干濕、冷熱交變應(yīng)力腐蝕；

（4）高固體份，對環(huán)境友好。低表面處理，可厚涂，施工周期短。

4.8 海洋設(shè)施

我國海岸線上建有大量的鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)施，如碼頭、人工島、棧橋、港口機械、鋼樁、臺架、管道、儲罐、工廠等。另外，隨著海洋資源的開發(fā)，海洋石油開采平臺、海底輸油管線等，也日益增多。鋼結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中所產(chǎn)生的腐蝕類型有：全面腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、點腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、腐蝕疲勞、磨蝕、沖擊腐蝕和空泡腐蝕等。

理想的海洋涂料應(yīng)具有以下特性：

（1）優(yōu)良的耐水性。涂層必須能承受海水連續(xù)浸漬和干濕交替循環(huán)，而不發(fā)生附著力下降、起泡、開裂、軟化或溶脹等現(xiàn)象；

（2）抗離子透過性強。涂層能阻擋Cl-、SO42-等離子的滲透；

（3）耐化學性強。涂層能耐酸、堿、鹽、柴油、汽油和潤滑油等；

（4）與鋼材等基體的附著力強；

（5）耐磨損、抗沖擊性好。能耐波浪，水流、泥沙及水中漂浮物的機械沖擊和磨蝕；

（6）抗霉菌性和抗細菌性好。涂層不會被海洋生物菌類分解；

（7）耐候性好。涂層須在較長時間內(nèi)保持其原始的光澤和顏色，而不發(fā)生粉化、開裂和剝落；

（8）環(huán)境友好，節(jié)能環(huán)保；

（9）易施工，易修補；

（10）當與陰極保護聯(lián)合防腐時，涂層應(yīng)有較好的耐電位性能。

用防腐涂層對鋼結(jié)構(gòu)進行保護是一種經(jīng)濟易行，而且技術(shù)可靠的防腐蝕方法。根據(jù)環(huán)境對海港工程鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕程度，將海洋環(huán)境劃分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動（潮差）區(qū)、水下區(qū)和泥下區(qū)等五個區(qū)域。鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕應(yīng)按其所處的環(huán)境區(qū)域的腐蝕特性，選擇有針對性的單一或聯(lián)合防腐蝕措施。重防腐蝕涂層的設(shè)計可參照JTJ230-90等標準，根據(jù)海洋設(shè)施所處的腐蝕環(huán)境、防腐年限等要求實施?！癏T-1環(huán)氧重防腐蝕涂料”和“HST-2環(huán)氧呋喃重防腐蝕涂料”可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)所處的腐蝕環(huán)境而被選用 。

4.9 儲罐、儲槽

在石油化工、冶煉、制藥、電鍍、發(fā)電、環(huán)保、造紙等企業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常要用到儲罐或儲槽，用以儲存化工原料、中間體或產(chǎn)成品。如各類油罐、酸液罐、堿液罐、污水罐、污油罐、廢油或廢水處理罐、廢酸（堿）罐（池）、紙漿罐、電解槽等。儲罐、儲槽工況的顯著特點是：腐蝕環(huán)境和腐蝕類型的多樣性，包括電化學腐蝕、化學腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕、高溫腐蝕等。

儲罐多數(shù)安裝在地面，也有設(shè)置在山洞內(nèi)。據(jù)此，儲罐外壁可分為以下四類環(huán)境：

鄉(xiāng)村大氣：儲罐外壁長期遭受日曬、風吹、雨淋、灰塵和砂石摩擦，要求涂層具有很好的附著力、耐磨性和耐候性。

化工大氣：含有SO2、H2S、NO2、NH3、HCl、Cl2等腐蝕性氣體。要求涂層具有很好的附著力、耐蝕性、耐磨性和耐候性。

海洋大氣：長期遭受海風、鹽霧侵襲，腐蝕強度最為嚴重。涂層應(yīng)具有很好的附著力、耐磨性和“三防”（防腐、防水、防老化）性能。

山 洞：濕的土壤環(huán)境。涂層應(yīng)具有很好的附著力，耐潮濕、耐水、耐鹽、耐CO2、耐霉菌等特性。

儲罐內(nèi)壁涂層所接觸的介質(zhì)種類繁多，腐蝕性和強度差別很大。涂層除了必須具備通常的物理機械性能外，主要要求具有較強的耐油、耐水、耐有機溶劑、耐各類化學介質(zhì)等性能。并能在工況溫度和極端溫度下保持涂層性能不變。各種儲罐（槽）的涂層結(jié)構(gòu)可參見“重防腐蝕涂層設(shè)計方案”（函海公司）。

4.10 煤礦井下裝備

礦井中的腐蝕環(huán)境十分復(fù)雜，金屬將面臨大氣腐蝕、土壤腐蝕、電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕、磨損腐蝕、縫隙腐蝕和孔腐蝕等多種腐蝕環(huán)境。井下大部分裝備在運行中長期處于濕熱富氧、酸性、鹽類并伴有雜射電流的惡劣腐蝕環(huán)境中。而我國大型礦井的服務(wù)年限應(yīng)為80～100年，加之煤礦開采深處地下，設(shè)備更換、維修耗資、耗時巨大，帶來了巨大的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，煤炭系統(tǒng)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占當年總產(chǎn)值的3%左右。因此，為了延長井下設(shè)備的使用壽命，減少停產(chǎn)維修時間，在井下裝備的初始防腐涂裝中必須采用高性能的重防腐蝕涂料?！癏T-1環(huán)氧重防腐蝕涂料”可根據(jù)井下的不同腐蝕環(huán)境而被采用。

4.11 冷卻塔

混凝土冷卻塔在電力、石油、化工、輕紡、醫(yī)藥、冶金等各行業(yè)的應(yīng)用非常普遍。它屬于大型鋼筋混凝土構(gòu)筑物，主要由塔體（包括人字柱、環(huán)梁、筒壁）、蓄水池和塔內(nèi)淋水構(gòu)件組成。根據(jù)循環(huán)介質(zhì)的不同，可分為：淡水冷卻塔、空冷冷卻塔、排煙冷卻塔和海水冷卻塔。由于受到外界腐蝕介質(zhì)的多重作用，塔體的鋼筋混凝土將面臨全面腐蝕、局部腐蝕、微生物腐蝕、沖刷和冰融破壞等腐蝕危害。

煙塔合一排煙冷卻塔所面臨的腐蝕環(huán)境比常規(guī)冷卻塔要惡劣的多。經(jīng)過脫硫、脫硝后的凈煙氣通過煙道直接進入塔內(nèi)與水蒸汽接觸，遇冷凝結(jié)的液滴呈酸性（有時pH值可能達到1），經(jīng)日積月累對塔體產(chǎn)生嚴重的腐蝕，并在紫外線作用下進一步加劇塔體結(jié)構(gòu)的腐蝕和老化。排煙冷卻塔腐蝕影響因素主要有：（1）硫酸根離子腐蝕；（2）氯離子腐蝕；（3）紫外線作用；（4）凍融循環(huán)作用；（5）碳化作用。海水循環(huán)冷卻是沿海城市普遍采用的環(huán)保型節(jié)水技術(shù)。在最高60℃的工作溫度下，海水中的氯離子有很強的滲透性。另外，與淡水相比，海水中存在著嚴重的結(jié)垢、腐蝕、污損生物附著以及海水冷卻塔的鹽沉積、鹽霧飛濺、侵蝕等問題。因而，海水冷卻塔混凝土的防腐蝕問題更加嚴峻。

冷卻塔用重防腐蝕涂料應(yīng)具備以下特性：

（1）滲透性。采用低分子量的液體膠液為封閉底涂，充分滲入混凝土空隙中并起到錨固的作用，進而提高混凝土表層的強度及與防護涂層的粘結(jié)力；

（2）附著力。防腐層與混凝土和封閉底涂有良好的粘結(jié)性能；

（3）柔韌性和延展性。防腐層收縮率低，具有良好的抗溫度交變的能力；

（4）重防腐蝕。防腐層中含大量鱗片，抗?jié)B性極佳，耐酸、堿、鹽、油、海水、鹽霧、污水、濕熱、微生物等各種介質(zhì)的長期侵蝕；

（5）耐流體的沖刷、噴淋和飛濺，耐凍融、耐候、耐老化、耐水處理添加劑的侵蝕，面漆具有良好的裝飾性和耐老化性能；

（6）無污染。高固體份，對環(huán)境友好；

（7）施工簡便。無氣噴涂、刷涂、輥涂均可。常溫固化，可厚涂，可修復(fù)性好。

冷卻塔防腐工程的主料可采用 “HST-2環(huán)氧呋喃重防腐蝕涂料”，其防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計參見“冷卻塔重防腐蝕涂層設(shè)計方案”（“函海公司”）。

4.12 耐化學品地坪

化工、石油、制藥、冶煉、機械、食品、化肥、電力、造紙、印染、電鍍、環(huán)保等行業(yè)的車間和倉庫的地面，除了受到重力的沖擊、車輪的碾壓、外力的磨損外，主要還要受到酸、堿、鹽、油、污水、微生物、有機物和溶劑等各種腐蝕介質(zhì)的長期浸蝕。工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的混凝土地坪難以滿足上述要求，經(jīng)常出現(xiàn)地面的粉化、開裂和剝落。直接影響到了地面的使用效果，甚至造成災(zāi)難性破壞。 “函海公司”重防腐蝕涂料及其鱗片涂料/玻璃鋼防護層具有粘接力強，收縮率低，殘余應(yīng)力小，抗?jié)B、防腐、耐磨，施工及修補方便等優(yōu)勢，是一種經(jīng)濟有效的防護技術(shù)。該防護層具備以下特點：

（1）粘結(jié)力強。采用低分子量的液體膠液為封閉底涂，充分滲入混凝土空隙中并起到錨固的作用，進而提高混凝土表層的強度及與防護涂層的粘結(jié)力；

（2）重防腐蝕。涂層中含大量鱗片，抗?jié)B性極佳，耐酸、堿、油、污水、有機溶劑、濕熱、微生物、洗滌劑等各種介質(zhì)的長期侵蝕。抗干濕、冷熱交變的能力強；

（3）耐磨損、抗沖擊、耐洗刷。輕質(zhì)、高強、無縫，易清洗、裝飾性好、效果，能長期經(jīng)受鏟車、推車的碾壓;

（4）無污染。高固體份，對環(huán)境友好；

（5）施工簡便。無氣噴涂、刷涂、輥涂均可。常溫固化，可厚涂，可修復(fù)性好。

5 結(jié)語

無溶劑重防腐蝕涂料是一種性能極為優(yōu)良的環(huán)保型長效防腐蝕涂料，由于它符合涂料工業(yè)發(fā)展的“五E”原則，而成為未來工業(yè)高性能保護涂料領(lǐng)域中的最優(yōu)選擇?！氨本┖Ｖ胤栏g涂料有限公司”采用重防腐、無溶劑、耐溫隔熱、微觀界面等技術(shù)研制的系列“綠色”重防腐蝕涂料及鱗片涂料/玻璃鋼，具有高性能、經(jīng)濟、環(huán)境友好、節(jié)能、易施工的突出優(yōu)點，在各種重度（含動態(tài)）腐蝕環(huán)境下得到了廣泛的應(yīng)用，是鋼結(jié)構(gòu)、混凝土等設(shè)施和設(shè)備長效防護的一項經(jīng)濟而又可靠的新技術(shù)。