《重防腐涂料的发展》word版.doc

/sundae_meng重防腐涂料的发展 摘要：主要叙述了重防腐涂料的发展及现在的发展方向。 关键词：重防腐、发展、 重防腐涂料，所表达的意义是“长期防腐”，所以重防腐涂料又称为长效防腐涂料或高性能防腐涂料。重防腐涂料主要应用于钢结构，例如石油储罐、钻井平台、港口码头、集装箱、船舶、管道、桥梁、输电设备、客车、机车等以及其他一些户外钢铁设备。众所周知，钢铁裸露处于大气环境极容易被氧化腐蚀，其每年给人类造成巨大的损失，我国的重防腐涂料起步发展与改革开放是基本同步的，同时引进了许多国外的先进技术，随着我国基础建设的蓬勃发展，现在我国的重防腐涂料正处在发展的黄金时期。一、常用重防腐的涂料类型1、 磷化底漆：也被称为预处理底漆，是由聚乙烯醇缩丁醛和铬酸锌颜料制成涂料溶液和磷酸水溶液两组份制成的，主要应用在钢铁或镀锌层表面，在使用前混合，这些成分铁或锌其反应，生成络合物覆盖底材表面，使铁或锌的表面不与空气接触，防止被腐蚀。此漆主要是用于暂时防锈，用于锌底材主要是增加底材与其它涂料之间的附着力。磷化底漆主要特点：（1）由于其和锌铁发生络合反应，因此与铁和锌结合力非常牢固；（2）与其它的各种涂料的配套性较好;(3)干燥时间短，容易施工。2、 环氧树脂涂料环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种。由于它具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能。在1981年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷反应生成树脂状产物，1909年俄国化学家Prileschajew用过氧化苯甲醚和烯烃反应生成。这两种化学反应至今仍是环氧树脂合成的主要途径 。20世纪50年代普通双酚A树脂进行生产应用同时，一些新型环氧树脂相继问世。如1956年美国联合碳化学公司开始出售脂环族环氧树脂，1959年Dow化学公司出售酚醛环氧树脂。由于环氧树脂品种的增加和应用技术的开发，环氧树脂在电气绝缘、防腐涂料、金属结构的粘结领域的应用有了新的突破，于是环氧树脂作为一个行业蓬勃发展起来。我国环氧树脂研究始于1956年，在沈阳、上海两地首先获得成功。1958年上海开始了工业化生产，其后我国的环氧树脂蓬勃发展，各种类型的环氧树脂相继问世。从而我国的环氧防腐涂料也随着树脂品种增多，而向多元化发展，到目前环氧防腐涂料方兴未艾，正值发展的黄金时期。在重防腐涂料里环氧树脂主要应用与以下几个方面：（1）环氧富锌底漆：此产品防腐性能优异，因为锌粉的电极电位比铁低，故可以对钢材进行阴极保护，目前此产品已经极为成熟，在全国广泛应用。（2）环氧类底漆：主要有环氧铁红底漆、环氧磷酸类底漆、环氧锌黄底漆等，在各种防腐工程、机车、桥梁、设备上得到了广泛的应用。（3）环氧面漆：由于环氧树脂涂料漆膜固化后，本身含有醚键，故户外耐候性不理想，但因其耐水性、化学介质性能优良，其对于各种底材的附着力良好。故多用在户内和各种设备上。（4）环氧玻璃鳞片涂料：其具有优异的耐磨性能、耐化学介质性能优异。由于玻璃鳞片平均膜厚在2-5微米，粒径在100-300目左右，在涂层中呈水品方向，在涂层截面中为层叠结构，其涂层数没毫米达100层左右。因此其透水性很水蒸气渗透率非常低。因此其防腐蚀性能优异。（5）环氧云母氧化铁涂料：云母氧化铁涂料（MIO）主要特点；能形成凹凸表面，故以后重涂涂料的层间附着力非常优良，因此该产品对长期施工的大型构筑物非常有利能像玻璃鳞片涂料一样起到很好的屏蔽效果，尤其对于富锌类底漆的保护，性能更为突出。目前国内主要云母氧化铁涂料为环氧类型，其它如氯化橡胶类的，由于各种原因逐渐已淘汰。（6）环氧导静电涂料：此类主要应用在油罐内壁。（7）其它：在重防腐方面由于环氧树脂的低毒，其作为一些引水管道、各种河流闸门的防腐、一些饮用水仓的首选涂料。在食品、饮料方面环氧酚醛涂料在全世界范围，目前都在使用。由于世界范围内限制VOC排量，大力倡导环保型产品。所以目前环氧产品发展趋势向着无溶剂型涂料和水性涂料发展。目前水性环氧类产品，在某些方面已得到了大量的应用。溶剂型防腐涂料向着低溶剂高膜厚发展，无溶剂类产品越来越受到重视和欢迎，其中固态环氧粉末涂料因其无毒无味、施工方便，发展较快；而无溶剂液态，则因施工问题而应用受到一定限制，但应用范围也在逐步加宽。3、 沥青涂料 此类涂料主要是由环氧树脂和沥青配合，其性能耐水性良好，耐海水性极优，同时具有较好的耐化学品性能，其颜色为棕黑色。其主要用于埋地管道、储罐等。其环氧煤沥青涂料系1972年由石油部管道局、兰州涂料研究所、沈阳油漆厂三家共同研制环氧煤沥青涂料，1978年通过石油部部级鉴定，定为环氧煤沥青管道补口涂料。1979年石油部管道局开始研究第二代环氧煤沥青涂料，1985年通过石油部部级鉴定，确定为管道管体防腐涂料。 目前应用最为广泛的主要为环氧煤沥青涂料、环氧煤沥青玻璃鳞片涂料。目前也有水乳化沥青涂料在市场销售。4、聚氨酯树脂涂料 1937年德国化学家Otto Bayer发现了异氰酸酯与活泼氢化合物的聚合反应，从而建立了聚氨酯化学的基础。40年代德国人制取了聚氨酯粘合剂，50年代德国人亚当合成出聚氨酯混炼胶(MPUR)和聚氨酯浇注橡胶(CPUR)，商品名Vulkallan。60年代以来聚氨酯聚氨酯浇注橡胶、热塑胶、泡沫塑料、涂料、粘合剂等相继形成了工业化生产。我国聚氨酯涂料是从60年代中期发展起来的，到2002年，聚氨酯涂料年产量已达2.6万吨。1999年我国聚氨酯涂料年表观消费量为2.6万3万吨，而目前国内的年需求量已接近6.6万7万吨。聚氨酯涂料是世界上增长速度最快的涂料品种之一.它在涂料中所占比例和增长速度.象征着一个国家的涂料工业水平和发展速度。我国的聚氨酯涂料由1978年占涂料的0.2上升到1994年的3.5,年增长速度也极为飞快,如1989年至1993年均增长速度在50%以上。聚氨酯涂料的优异性能是众所周知,很少有其他合成树脂涂料的性能能够与它相匹敌.因此它广泛用于建筑涂料(外墙涂料,防水涂料,工业地坪等),工业涂料(汽车涂料,航空涂料,交通运输用涂料,木器涂料,家用电器涂料,塑料涂料等)和特种涂料(重防腐蚀涂料,核电涂料及各种功能涂料等),且不断出现新的用途和品种。5、 氯化橡胶涂料 氯化橡胶涂料与二战前主要用于化工设备和水管道防锈涂料使用，战后一度几乎销声匿迹，后由于帝国化学公司等的开发，由酚醛树脂、石油树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂进行改性、克服了漆膜硬而脆，成为主要的重防腐涂料。其特点与富锌底漆配合具有长效的防腐蚀性能，耐水和耐化学品性能优异。 氯化橡胶在涂料工业中已获得广泛的应用。但因原生产方法为四氯化碳法，氯化橡胶中残留的四氯化碳对使用人员及大气环境均造成一定的危害，因此国外一些氯化橡胶生产企业的原装置纷纷转产、仿宋产，取而代之的新技术、替代产品不断涌出。国内一些生产企业也因四氯化碳耗量太高而关、停、并、转。 氯化橡胶在国外已有70多年的生产历史。日、美等国经过多年的开发与研究，很多企业都已大量生产和销售氯化橡胶，并建立了完善的应用体系。20世纪90年代初，世界氯化橡胶产量已在4万 t/a，生产厂家首推英国ICI公司，产量达1500t/a，占世界氯化橡胶生产量的1/3左右，其次为美国Hercules、日本旭电化公司、日本山阳国策纸浆公司、德国Bayer等公司，生产方法基本为四氯化碳溶剂法。 根据修订后的“蒙特利尔议定书”规定，2000年起禁止生产和使用四氯化碳。发达国家已从1995年起开始关闭以四氯化碳生产氯化橡胶的装置，以水相悬浮法、非四氯化碳溶剂法等新技术替代。日本旭电化公司采用“Asahi Dehka”法的水相悬浮技术于1996年4月在日本鹿岛建成800t/a氯化橡胶工业装置。日本山阳国策纸浆公司于1995年3月废除四氯化碳法生产技术，建成10000t/a非四氯化碳法的新装置。日本吉昂化学、日本制纸株式会社等也相继开发了水相悬浮法等新技术。英国ICI公司也以新溶剂替代了四氯化碳。德国巴斯夫公司研制成Laroflex MP系列树脂作为氯化橡胶的替代品。还有些公司以高氯化聚乙烯、高氯化聚丙烯、丙烯酸树脂等取代氯化橡胶。我国从20世纪70年代初开始小规模生产氯化橡胶。目前国内约有家生产企业，总生产能力约7000t/a，均为四氯化碳溶剂法生产。 6、氯磺化聚乙烯防腐涂料 氯磺化聚乙烯防腐涂料系由碱金属作为催化剂，而固化的双组份涂料，漆膜耐水、耐化学介质优良，对底材有良好的附着力，同时由于能够底材潮湿的状态下涂装后，漆膜对底材优异的附着力。但由于氯磺化聚乙烯再生产过程中，产生大量的氯气，污染环境严重，因此国家对此严重限制，好多原材料厂家都以停产。因此在使用上受到很大限制。7、富锌涂料 此种涂料是剑桥大学欧文斯（Evans）和梅恩（Mayne）实用化的。富锌底漆主要有无机和有机两类，有机只要用花那样那个树脂为基料，无机主要用硅酸盐作为基料。由于锌为碱金属漆耐酸碱性能差，所以其涂层上需涂布环氧中涂或其它类的中涂和面漆进行保护。 富锌漆的防锈机理，是通过锌粉于铁的直接接触，在铁和锌粉之间形成原电池，由于锌粉比铁活泼，电极电位地，所以防腐蚀电流从锌流向铁，使钢铁受到阴极保护。富锌涂料对底才处理要求十分严格，要求完全露出金属铁，用喷砂处理达到Sa2.5级。底材处理不好会严重影响漆膜的附着力和防腐性能。 富锌类涂料也由于环保要求，水性富锌涂料已经取得了重大突破，在一些钢结构和设备上的到了应用，虽然目前市场用量还很小，但随着社会的发展，以及人们对健康的越来越关注，水性富锌漆将逐渐取代溶剂型的富锌涂料。 8、氟碳涂料 氟碳树脂是以氟烯烃为基本单位进行均聚或共聚，或以此为基础与其它单体进行共聚以及侧链含有氟碳键的单体自聚或共聚而得的、分子结构中含有较多C-F化学键的一类树脂。而氟碳涂料则是以此为基础、同时也包含其他树脂改性的一类新型涂料。 1938年美国杜邦公司首先研究出PTFE后，拉开了氟碳聚合物研究的序幕。 1946年PTEF产品在市场上崭露头角，随后Elf Ato 公司开发出“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯（PVDF）氟碳树脂，被应用于氟碳涂料之中。它具有优良的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，尤其用于建筑物的外部装饰有其他涂料无法相比的优点。但由于PVDF树脂不溶欲普通溶剂，涂膜的形成需要230-250oC的高温烧结成膜，所以只能应用在有固定加工场所的、有烘烤设备的铝幕墙板、铝型材、彩钢板等耐高温的外墙装饰材料的基材上，限制了它的使用。 1982年，日本旭硝子公司开发出了氟烯烃-乙烯基醚共聚物（FEVE）树脂，该树脂在氟烯烃的基础上引进了溶解性官能团、附着性官能团、交联固化性官能团、促进流变性官能团，不仅秉承了氟树脂的所有优良品质，而且还具有在常温下溶解于芳烃、脂类、酮类等常规溶剂、常温下交联固化等性能。该树脂应用到氟碳涂料中，使得氟碳涂料的应用领域扩大到了不耐高温的PVC型材、塑钢型材、玻璃钢、有机玻璃等有机材质；无法进入烘箱的大型钢板、钢结构；需要现场施工的道路桥梁结构、建筑外墙；以及有色金属、玻璃材质、陶瓷制品、石头木器材质等等。 20世纪90年代中后期，水性氟碳乳液树脂又被成功应用于氟碳涂料之中。它的高耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性，与溶剂型氟碳涂料相比毫不逊色；它的环保性使它轻易突破了一些欧美国家的环保壁垒；它的易施工性使它的工、料费用甚至低于同样高品质的溶剂型氟碳涂料。水性氟碳涂料已经成为建筑涂料发展的主要方向。 人类在进步、科技在发展，氟碳涂料也不断在前进，目前刚刚问世以及还在研究阶段的科技成果有：亲水性自清洁抗污染氟碳涂料、阻燃防火型氟碳涂料、耐磨润滑型氟碳涂料、荧光型氟碳涂料、电热氟碳涂料等功能性氟碳涂料；粉末氟碳涂料；水性木器氟碳涂料；纳米氟碳涂料等等。 目前全球氟树脂生产厂家20多家，遍布世界十几个国家。2000年世界氟树脂生产能力约为10万吨，2005年生产能力稳步上升到12万-14万吨。目前世界氟树脂主要生产厂家有美国杜邦公司、英国ICI公司、美国阿托-菲纳公司、日本旭硝子和大金公司等，它们的年生产能力为3000吨至2万吨不等。国内生产氟树脂的企业主要有：上海三爱富、常熟中昊等，生产规模都在壮大之中。 从国内外的比较看，国外在氟碳涂料行业的起步较早、产品工艺较成熟、市场运作较规范、应用经验较丰富、实验数据较健全。其中的典型代表有：PPG、大金、旭硝子等等。国内的氟碳涂料行业起步较晚，但发展很快，在短短十几年的时间里，不仅开发出了国外已经应用很久的“特氟龙”不粘涂料、高温烘烤型PVDF涂料，而且还成功推广了FEVE型可常温固化氟碳涂料。同时还紧紧抓住了目前世界上最潮流的水性环保氟碳涂料、各种功能性氟碳涂料。其中的典型代表有：上海衡峰氟碳材料有限公司的FC-S系列溶剂型氟碳涂料和FC-W系列水性氟碳涂料。9、粉末涂料 国外粉末涂料的生产应用始于20世纪50年代，产量1980年约7万吨，2001年约79万吨，50年时间增长11倍 左右。，年增长率约13%。其增长如此之快主要是由于：粉末涂料VOC接近于零，符合环保要求；粉末涂料所带来的直接或间接的经济效益；由于金属结构产品的质量标准要求提高，从而也提高了工件的防腐蚀能力，延长其使用寿命，其大多数为汽车制造商要求用粉末涂料对其车身底部零件进行防腐保护；粉末涂料原材料的供应商提出了更高的承诺，有力的促进了粉末涂料新产品、新技术的发展；施工设备的改进和提高粉末涂料除了优异的防腐性能外，具有一次生成膜特性，适用与流水线作业，这为家电行业和汽车行业的生产，提供了有力的保证。 现在国内粉末涂料，每年在以10%以上的速度递增，由于世界范围内对VOC排量的限制，国家各种重点项目的启动，随着基础建设的加快，势必造成对粉末涂料的进一步需求。目前只要有以下行业： （1）汽车行业近年来汽车行业随着我国生活水品的提高，个人购买汽车能力在逐年增加，汽车市场逐年火爆。汽车行业现在已成为我国的重要支柱产业，到目前汽车的发动机。底盘、车轮、滤清器、操纵杆、反光镜、和喇叭等里不见得涂装大多用粉末涂料。随着透明粉末涂料的应用，其市场还要进一步扩大。 （2）粉末涂料在船舶工业和管道工业取得很好的应用效果，市场前景广阔。除此，涂塑管以应用到电子、化工、纺织、医药卫生等领域，国内的几条输油干线，粉末涂料应用就在5吨以上，并取得了很好的好糊效果。 （3）另外在热敏行业、建筑工程和户外设施等都大量应用了粉末涂料。 目前虽然国内粉末涂料得到了快速的发展，但粉末涂料品种还比较单一，档次比较低还有待进一步提高。另外市场比较混乱，其粉末产品技术投入还需进一步加大。作为环