CTGS--资料文件船舶涂装与防腐摘要 作为涂料领域仅次于建筑涂料的第二大涂料品种，防腐涂料具有的悠久的发展历史，长期以来，防腐涂料的科研和市场应用一直是涂料行业关注的重点本文综述了防腐涂料的防腐机理、分类及主要特性、应用和发展 方向，重点推荐了聚氨酯防腐涂料、环氧树脂防腐涂料、水性防腐涂料及聚苯胺防腐涂料对防腐涂料的防腐机 理、特点进行了推荐，重点对重防腐涂料的发展现状进行了归纳汇总报告 ，并对防腐涂料的发展趋势进行了展望关键字 防腐涂料发展引言地球表面的4/5为海洋所覆盖，海洋经济和海洋产业对人类社会的发展起着极为重要的作用 我国从南至北海岸线长达18 000多km，南北气温相差50 C，海生物众多海洋环境是十分严 酷的腐蚀环境，船舶长期处于这样的海洋环境中，腐蚀极其严重，而涂料一直是其最主要的防腐手 段海洋防腐和防污涂料是构成海洋涂料的基础根据各种设施的使用环境和要求不同，又衍生出 各种系列产品，例如，船舶涂料、海洋工程设施用重防腐涂料等其中，船舶涂料叉分为船底防腐 和防污漆、船壳漆、甲板漆、内舱漆以及阻尼降噪等特种涂料由于船舱的特殊性，人们除了关注 船舱涂料的耐蚀性外，还特别关注其毒性问题。
因为涂层的耐蚀性影响到船舶的服役进度和服役性 能，而涂层的毒性问题则关系到船员的人身健康与安全为此本文在对船舶涂料的防腐蚀性、水性化和高固体分化关注的同时，对船舱涂料的安全性、 防腐长效性等方面进行了较为全面的综述1防腐涂料的防腐机理及特性1.1防腐涂料的防腐机理防腐涂料的防腐机理是通过三个作用作用来得以实现，即隔离屏蔽作用、钝化缓蚀作用和电化 学保护作用1) 隔离屏蔽作用：通过水性涂料在金属表面形成涂层，隔离介质与金属的接触，达到防腐追求2) 钝化缓蚀作用：涂层的钝化缓蚀作用是借助涂料中某些颜料改变金属表面性能，使其金属表 面钝化，从而达到延缓腐蚀的追求3) 电化学保护作用：通过在涂料中添加一些电位比基体金属活泼的金属作为填料，当电解质渗入涂层到达金属基体时，金属基体与电负性金属填料形成腐蚀电池， 填料作为阳极第一步发生溶解，达到保护基体的作用1.2涂料的特性(1) 能在苛刻条件下使用，并具有长效防腐寿命，重防腐涂料在化工大气和海洋环境里，一般 可使用10年或15年以上，即使在酸、碱、盐和溶剂介质里，并在一定温度条件下，也能使用 5年以上CTGS--资料文件(2) 厚膜化是重防腐涂料的重要标志。
一般防腐涂料的涂层干膜厚度为 100卩m或150卩m左右,而重防腐涂料干膜厚度则在 200卩m或300卩m以上，还有500卩m^ 1000卩m 甚至高达2000卩m根据美国NACES准［PR-01-76 (1983)修正版Iten No.53105对ZS-711涂层进行抗腐蚀性能 评定，结果，顺利通过了 4000h盐雾试验和4000h湿热试验的考验涂层具有卓越的耐候性，抗老 化、抗辐射、耐磨、耐冲击、耐高温(400C〜600C)、低温(-60 C),导电性稳定其电阻率可 满足防静电要求，又能保证涂层的长寿命3) 附着力强：涂层与基体结合力强，涂料组成物中含有羟基(-OH)金属基体提供正离子， 能形成化学键结合，在涂料中的偶联剂帮助下，甚至实现共价链的结合在空间网状结构维系下， 涂料组合物中含有的金属、金属氧化物纳米材料和稀土氧化物超微粉体，帮助涂层形成一个致密的 桌面过渡层，使其综合热力学性质与基体相匹配4) 高效方便：施工简便，真正实现无机涂料的常温自固化，当环境温度 20r，相对湿度小于85%寸，表干15min,实干2h，可保证高效率施工，可实现优异的抗盐雾，耐老化涂层具有自我 修补性，外力造成的局部划痕仍可受到保护，涂层不受切割及焊接损伤，带涂层焊接不影响焊接质量。
5) 使用方法灵活：无机聚合物防腐涂料即可单独使用也可作为防腐低层涂层与有机漆配套使 用，单层的无机聚合物防腐涂料作为底漆时可与环氧系、丙烯酸系、聚氨酯系、氯化橡胶系、沥青 系等面漆配套使用，附着力强2防腐涂料的分类及主要特性、应用2.1聚氨酯防腐涂料聚氨酯树脂主要是由二元或多元的异氰酸酯与二元或多元醇经逐步加成聚合反应而成的氨基 甲酸酯树脂［1］它是针对聚氨酯重防腐涂料耐碱稍差的缺陷，采用中外公认的长寿型氯磺化聚乙 烯橡胶作主要改性剂，通过加入特种添加剂、优质颜填料、助剂等，经先进工艺制备而成的双组分 重防腐涂料在聚氨酯大分子中，除了含有大量的氨基甲酸酯键外，还可能含有酯键、醚键及大分 子链之间还存在氢键所以这种树脂制备的防腐涂料不仅防腐性能好， 而且涂层具有良好的附着力、韧性、耐磨性、弹性和耐酸、耐碱、耐盐、耐油、耐石油产品、耐苯类溶剂和耐水、沸水、海水及 耐化工大气［2］涂层具有良好耐候性、保光保色性、高光泽性和装饰性，还有较好的耐温性 (可耐160C)施工方便，干燥速度快，在 0C时也能正常固化，一次成膜厚，施工道数少，采用通用施 工方法即可更为重要的是，与其它涂料相比，聚氨酯涂层生命周期成本最低 ［3］。
但是单一的聚氨酯涂膜仍存在机械强度不够好、耐候性不佳等缺陷2.2环氧树脂防腐涂料环氧树脂是平均每个分子含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂，其涂料是目前世界上应用 数量最多、适用范围最广、最为重要的重防腐涂料每年世界上约有 40鸠上的环氧树脂用于制造环氧涂料，其中大部分用于防腐领域环氧树脂分子结构的特点是大分子链上含有环氧基，由于不 同的原料及生成环氧基的不同方法，会得到不同种类的环氧树脂环氧树脂涂料的主要成分是环氧 树脂及其固化剂，辅助成分有颜料、填料等环氧树脂防腐涂料的优点突出：第一步它具有较高的 附着力和良好的耐腐蚀性能，同时在固化时没有小分子副产物产生，而且固化收缩率较小，拥有良 好的成膜性能，还能与各种树脂、填料和助剂进行良好混容，易于配制成水性化和厚膜化等无公害 重防腐涂料它适用于海上、沿海工业区等严重腐蚀环境中钢铁建筑物的涂装普通环氧树脂涂料 还存在一些不足，如耐候性差，易粉化，高温下承受强腐蚀介质 (如较强的酸、碱和溶剂)能力不强等2.3水性防腐涂料水性防腐涂料主要是以水为溶剂和分散剂，与溶剂型防腐涂料相比生产和运输过程更加安全， 不含或含有少量溶剂，VOC释放量极低，适用于室内及室外环境。
目前，水性防腐涂几乎已达到溶CTGS--资料文件剂型防腐涂料的性能水性防腐涂料种类很多，主要有环氧、丙烯酸、无机硅酸锌涂料等，其中已 经成功工业化的主要有水性环氧涂料和水性无机富锌涂料水性环氧涂料水性环氧防腐涂料主要由两组分组成：一组分是疏水性的环氧树脂，另一组分是亲水性的胺类 固化剂制备过程中的关键在于疏水性环氧树脂的乳化以及环氧树脂与固化剂的配比环氧树脂具 有较好的耐腐蚀性，附着力强，能够使涂料的防腐性能更加优越水性环氧防腐涂料相比其它水性防腐涂料有以下优势：对基材的附着力较高涂膜耐化学品性 较好可与其它水性聚合物混合使用，在性能上互补水性环氧防腐涂料的研究主要经历 2个阶段：20世纪70年代主要以聚乙烯醇为乳化剂80年 代采用含环氧基团的乳化剂，并出现自乳化环氧树脂 ［8］我国从20世纪90年代开始对水性环氧体系进行研究与开发，目前的研究重点在于对环氧树 脂进行改性以及提高固化剂与环氧树脂的相容性周立新等 ［9］以自制的环氧树脂乳液为基料、磷酸锌为活性防锈颜料合成水性环氧防腐涂料，重点研究了涂料的颜基比、固化剂与环氧树脂的当量 比等对涂膜性能的影响，所研制的水性环氧防腐涂料性能达到了国外同类产品的水平。
2.3.2 水性无机富锌涂料水性无机富锌涂料一般由成膜基料和锌粉两组分组成，主要是以无机聚合物（如硅酸盐、磷酸 盐、重铬酸盐等）为成膜基料目前国内水性无机富锌涂料的基料主要是硅酸盐系列， 包括硅酸钠、硅酸钾等品种［10］无机富锌涂料在导电性、耐候性、耐溶剂性等方面优于有机富锌涂料，尤其是 当作单一涂层时，具有更好的耐久性和耐候性水性无机富锌涂料无论是采用颗粒状锌粉还是目前推出的鳞片状锌粉，均是通过电化学作用牺 牲锌来保护铁的，同时通过锌粉与成膜基料在金属表面反应形成锌铁络合物来进行物理屏蔽，阻止 锌、铁被进一步氧化以及氧气、水等有害介质的渗入此外，富锌涂料还具有“自修补”的特点， 即当部分涂膜被机械损伤后，锌的腐蚀产物会沉积在受损部位形成一层保护膜， 进而起到保护作用水性无机富锌涂料所含的锌粉量占干膜总质量的 74%以上［11］，在配方中不仅起到防锈颜料的作用，而且是涂料的固化剂，因此其作用远远超过一般锌粉防锈漆中的锌粉 ［12］水性无机富锌涂料具有良好的环保性、安全性、耐热性、耐候性、耐磨性以及耐辐射性等特性，此外还具有强附着力，这 些特性赋予水性无机富锌涂料优异的长效防腐性能我国从80年代中期开始着手研究，目前以硅酸钾、硅酸钠型后固化或多组分自固化为主。
现 阶段，水性无机富锌涂料的研究方向是基料、颜填料以及基材适应性的改进车轶材 ［13］采用水性无机黏结剂、超细锌粉及助剂制备了水性无机富锌涂料，由于其树脂中可以参与涂膜交联的 SiO2较 多，因此树脂在成膜过程中容纳了更多的锌粉，提高了涂膜的防腐性能及防腐进度2.4聚苯胺防腐涂料导电聚合物促使金属和聚合物桌面上形成钝化层， 从而减缓腐蚀，使金属得以保护自1985年BeBerry发现聚苯胺（PANI）对铁基金属具有防护作用以来，世界各国学者相继开展了这方面的研 究聚苯胺的存在使得在金属和聚苯胺膜桌面处形成一层致密的金属氧化膜，使该金属的电极电位 处于钝化区，得到保护聚苯胺防腐涂料具有独特的耐划伤和耐点蚀性能，与金属发生氧化还原反 应，可用于各种金属的防腐、成本低廉、对环境无影响等优点，在很多领域如石油工业输送管线、 船坞、军舰、通讯铁塔、铁路桥梁等许多要求耐久性设施的防腐都具有广阔的应用前景，并特别适 合于海洋和航天等严酷条件下的新型金属的腐蚀防护目前聚苯胺防腐涂料虽然已取得了一定范围的商业应用，但还有许多问题亟待解决：第一，对 聚苯胺的防腐机理研究还有待深入，由于机理不清，给开发性能优良的涂料造成了困难。
第二，聚 苯胺在共混复合涂料中的分散性能还有待进一步改善，分散性能的提高不但可以提高涂料的防腐性 能，同时也可以减少涂料中聚苯胺的含量，降低成本聚苯胺类防腐涂料未来的主要发展方向为：（1）聚苯胺直接分散于常规涂料体系，使其具有良好的防腐效果 （2）利用聚苯胺的热稳定性和化学稳定性开发特殊条件下使用的聚苯胺特种防腐涂料，如在航天航空，海洋领域的应用 （3）替代目(4)开发聚苯胺类涂料在其他金CTGS--资料文件 前一些对环保不利的有毒缓蚀剂，开发聚苯胺绿色环保防腐涂料 属防腐上的应用3. 防腐涂料发展趋势3.1船舱涂料船舶内舱主要有饮水舱、油舱、压载水舱、货舱、隔离舱、机舱等舰船舱室内空间狭窄、阴 暗潮湿，在冬季或气温较低时，由于室内外存在着温差，致使壁面结露长此以往，壁面发霉、木 材腐烂、金属锈蚀，缩短舱室寿命因此对船舱涂料有了更咼的要求，开发适合船舱特殊环境的涂 料成为船舶涂料研究的当务之急船舱涂料品种船舱涂料的品种除传统的醇酸类、氯化橡胶及其改性产品外，近年来开发的新产品主要为环氧 类和改性环氧类产品等，例如饮水舱涂料主要采用无溶剂环氧，油舱涂料主要采用高固体分环氧涂 料到目前为止使用与研发的船舱涂料有以下几种：(1) 硅酸锌涂料。
这类涂料实际上耐所有的精炼石油产品、多种溶剂和一些天然油它们不适 用于运载酸性油、氯化溶剂货舱的涂覆，这是因为潮气沾污可导致生成盐酸，也不适用于运载碱性 货物货舱的涂覆，所有这些货物都可能使锌发生腐蚀溶剂型或。