高性能防腐涂料发展现状与市场热点分析 
    当前，建设节约型社会的话题已被大家所熟知，开发更有效、环境友好的高性能防腐涂料已势在必 行,随着防腐技术的成熟，防腐涂料也必将得到进一步发展。其中，高固体分涂料因其可挥发成分少、固 化速度快、施工性能好等优点必将成为今后防腐涂料的主要发展方向。金属的腐蚀，是金属受环境介质 的化学或电化学作用而被破坏的现 象。
    机械动力设备、管道、钢结构等在 电子设备、航空航天等高科技领域中 的防腐蚀问题也相当突出。其实，防腐 防锈与我们日常生活也密切相关，如 空调机架腐蚀导致高空坠落、阳台栏 杆腐蚀造成安全隐患、管道腐蚀漏水 等。近几年来，防腐涂料已成为业界关 注的热点，根本原因就是市场需求出 现了高速增长，由金属的腐蚀引起的 破坏事例遍及所有使用金属的场合及 国民经济各个领域，这给国民经济带 来了巨大的损失。 
    据统计，全世界每年因腐蚀造成 的经济损失约为7000亿美元，约是地 震、水灾、台风等自然灾害造成经济损 失总和的6倍，占各国国民生产总值 (GNP)的2%～4%。工业发达的国家 中美国、日本、加拿大等国公布的报告 显示，每年仅因腐蚀所造成的直接经 济损失就大约占了国民经济总产值 （G D P）的1%～4%，腐蚀生锈的钢铁 约占钢铁年产量的2 0%，每年约有 3 0%的设备因腐蚀而报废。
    而在我 国，每年由于金属腐蚀造成的经济损 失高达300亿元以上，占国民生产总 值的4%，金属腐蚀造成的损失甚至 超过了火灾、风灾和地震造成损失的 总和。如此惊人的损耗，无疑刺激着市 场对防腐涂料需求的增长。据统计， 2005年我国防腐涂料总产量达到近 70万t，销售额超过180亿人民币，估 计到2010年，其产量将突破100万t 大关。随着我国经济建设高速发展，在 建筑、交通运输、石化、水电等众多领 域都出现了超常规增长，这些带动了 对相关配套产品需求的飞速增长，而 其中防腐涂料产业更是如鱼得水。
    在 这种形势下，我国防腐涂料市场出现 了喜人的局面，市场规模已经仅次于建筑涂料而位居第二位。 防腐涂料的发展趋势 绿色化 受石油资源及环保法规对挥发性 有机物质(VOC)及有害空气污染物 (HAPs)的限制等因素影响，世界防腐 涂料工业在不断提高涂料性能的同 时，正迅速向“绿色化”方向发展。涂 料工作者以无污染、无公害、节省能 源、经济高效为原则，开发无公害或少 公害及防腐性能优异的涂料品种。目 前提倡的防腐涂料技术整体设计的无 公害化即指在研发时应考虑到涂料自 身的各个组成部分(成膜物质、防腐涂 料、溶剂及助剂）、原材料的合成及涂 料生产过程、基材预处理过程、施工过 程等的无公害化。 
    体积固含量在6 0%或质量固含 量在8 0%以上的涂料称为高固体分 涂料。随着全球环保要求日益提高，高 固体分涂料成为近几年来低污染涂料 中发展最快、应用最广的品种，目前已 有向固含量{bfb}即无溶剂涂料推进 的趋势。无溶剂涂料又称活性溶剂涂 料，即由合成树脂、固化剂和带有活性的溶剂制成的涂料，配方体系中的所 有组分除很少量挥发外，其余都参与 反应固化成膜，对环境污染少。无溶剂 涂料通常黏度较高，需采用特殊的施 工工具和工艺，尚在发展之中。 
    粉末涂料是一种省能源、省资 源、低污染的涂料，其利用率高达 9 5%～9 9%，近年来发展很快。在防 腐工程上常用的是环氧粉末涂料，管 道防腐用环氧粉末涂料是一种xx不 含溶剂、以粉末形态喷涂并熔融成膜 的新型涂料。 
    我国防锈颜料的开发整体水平落 后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸 盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料 为主。红丹(四氧化三铅)因其污染严 重，对人体的伤害很大，目前已被许多 国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防 锈颜料虽然xx，但国内由于改性技 术原因，性能并不理想；而三聚磷酸铝 也因价格原因未能大量应用。国外公 司均推出了一系列xx防锈颜料，性 能可与铬酸盐相比，但均因价格太高， 尚未引进。我国防锈涂料业亟待一种 xx无害、性能优异而又价格低廉的 防锈颜料来提升防锈涂料产品的整体 水平，增强行业的国际竞争力。 水性化 
    随着人们环保意识的不断提高和 环保法规的日趋完善，水性涂料将成 为21世纪世界涂料市场的主角，目前 在我国已拥有巨大的市场。据不xx 统计，我国工业涂料年需求量在170 万t左右，其中可由水性工业防腐涂料 替代的达100万t，广泛应用在石油、 化工、汽车、火车、船舶、冶金、五金交 电、电力、建筑等各个领域。而以前这 些领域所使用的几乎全部为溶剂型涂 料，每年的有机溶剂挥发量达80万t， 资源浪费约30多亿元，不仅带来了巨 大的环境危害，也浪费了大量的资源。如果用水性工业涂料替代传统涂料用 量的1/3，将可节省的资源浪费价值 10亿元。国产水性工业涂料的开发成 功与推广，不仅具有极好的环境效益， 也将具有巨大的经济效益。 
    高性能及多功能化 
    目前，钢铁防腐一直是业界研究 的热点和难点，以前虽然有一些控制 腐蚀的措施，但钢铁腐蚀仍严重困扰 人们。虽然有许多控制钢铁腐蚀的措 施与办法，但全世界每年生产的钢铁 仍有30%遭腐蚀，其中10%的钢铁将 变成无用的废铁，由此带来的损失十 分巨大；而且在航天、航空、船舶及机 械结构方面因腐蚀而造成的事故也屡 屡发生。目前，国内外研制和生产的防 腐材料大多是溶剂型材料，溶剂的挥 发，严重破坏了人类的生存环境。 
    有机硅改性聚氨酯和有机氟改性 聚氨酯涂料、氟树脂涂料等高性能涂 料是防腐涂料发展的另一重要方面。 今后对使用寿命长的防腐涂料的需求 将会增加，使用寿命要求达到10年甚 至15年以上，而且适用非常苛刻的腐 蚀环境；防污涂料的防污寿命在5年 以上。 
    多功能防腐蚀涂料也在迅速发 展，如太阳能屏蔽防腐蚀涂料、阻尼防 腐蚀涂料、耐候防腐蚀聚氨酯涂料、可 剥性防腐蚀涂料、阻燃导静电耐温防 腐蚀涂料等。中科院长春应化所研制 的高性能无溶剂防腐涂料，已达到国 际先进水平，这种新型涂料在具有耐 阴级剥离性的同时，还有超常的耐核 辐射性，是海洋工程、船舶工业、核工 业、地面金属结构物、水、电、石油、化 工等领域理想的防腐涂料。 
    防腐涂料研究现状 
    聚亚氨酯防腐涂料 
    聚亚氨酯防腐涂料的典型代表是P O R-1 5系列防腐涂料它是美国 POR-15公司在20世纪70年代末研 发的，由底漆、多种面漆、高温漆、各 类金属高性能聚亚氨酯防腐涂料表面 处理剂、黏结剂、修补膏等组成的高性 能聚亚氨酯防腐涂料。该涂料是金属、 非金属(混凝土、木材、玻璃钢等){zh0} 的抗腐蚀保护剂。早期应用于航天、军 工领域，近年来向化工、冶金、油气勘 探、汽车、船舶、路桥、工业机械、污水 处理、工业地坪等工业及民用领域推 广并向海外市场拓展，在英国的白金 汉宫广场、韩国的三星电子、香港迪斯 尼乐园、新加坡的港机等众多项目上 应用，POR-15系列防腐涂料在海外 被称为“{yj}防锈”。
    POR-15系列防 腐涂料于2005年进入中国，它的优良 防腐性能，带锈作业的特点，xx环保 的优良品质，较高的xxx受到业界 的肯定，已被江苏省交通科学研究院 列为应用研究项目。目前已在化工园 区、石化、发电、国际机场环保设备、 高速公路桥梁及护栏等重要项目中应用，并取得良好的防腐防锈效果。 POR-15在国内一些民用项目中也得 到推广应用，如住宅小区钢结构景观、 阳台护栏、平改坡项目等，延长了使用 寿命，改善了景观效果。另外，POR- 15系列产品中的除油剂对日常生活 中产生的油垢有也非常好的除油效 果，该除油剂xx是xx环保的，甚至 可以用来擦窗、清洁衣领。该产品进入 中国将近一年，已显示出良好的市场 
    前景。 
    聚苯胺防腐涂料 
    近年来导电聚合物的迅速发展， 给金属腐蚀和环境保护问题的解决带 来了新的转机。一般认为，导电聚合物 促使金属和聚合物界面上形成钝化 层，从而减缓腐蚀，使金属得以保护。 在各种导电聚合物中，聚苯胺(PANI) 因其原料易得、合成简单等诸多优点， 已成为最有应用前途的导电高分子材 料之一。PANI防腐性能的研究最早开 始于PANI的电化学合成，DeBerr等 研究了PANI在410#和430#不锈钢上的防腐行为，发现不锈钢表面先是 形成少量氧化物，随着循环次数的增 加，苯胺逐渐在氧化物外侧聚合即使 少量PANI的存在，也能抑制氧化物的 溶解和还原，使金属处于钝化状态。
    但 后来研究发现，电化学聚合PANI在电 极上的形态取决于电极材料，比如在 中碳钢上，电化学阳极氧化形成的 PANI及其衍生物是一种多孔、疏松的 薄膜,因此中碳钢表面电化学聚合 PANI基本上没有防腐作用。再者，若 从实用角度考虑，对大多数应用场合， 电化学聚合方法不大现实。因此，人们 将目标转向化学氧化合成PANI，然后 通过各种途径制成防腐涂层。 
    环氧树脂涂料 
    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。环 氧树脂以其易于加工成型、固化物性能 优异等特点而被广泛应用，通过环氧结 构改性、环氧合金化、填充无机填料、 膨胀单体改性等高性能化制成防腐涂 料。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。环氧树脂涂料有优良的物理机械性 能，最突出的是它对金属的附着力强， 它的耐化学药品腐蚀性和耐油性也很 好，特别是耐碱性非常好。 
    聚氨酯涂料 
    聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂为基 料，以颜料、填料等为辅助材料的涂 料。聚氨酯涂料对各种施工环境和对 象的适应性较强，可以在低温下固化， 也可以在潮湿环境和潮湿的底材上施 工。聚氨酯涂料的主要缺点是有较大 的刺激性和毒性。 
    聚氨酯产品是多种多样的，按产 品组分可分为两大类：单组分湿固化 聚氨酯涂料和双组分聚氨酯涂料。前 者是含异氰酸基的预聚物，涂布以后， 涂膜与空气中的湿气反应而交联固 化。常用的有以蓖麻油醇解物或聚醚 为基础的预聚物，这种涂料的主要优 点是使用方便，可以避免现场配制的 麻烦。主要缺点是色漆制造比较复杂， 需要特殊的工艺方法，成品的储存期限一般也较短。后者包括多羟基组分 与多异氰酸酯两组分，在使用前将两 组分混合，由多羟基组分中的羟基与 多异氰酸酯组分中的异氰根反应而交 联成膜。所采用的多羟基化合物的种 类很多，如聚酯、聚醚、环氧树脂和丙 烯酸树脂等。涂层的耐热、耐水和耐油 性良好，但耐碱性较差。 
    不锈钢粉末 
    不锈钢粉末是最近几年发展起来 的金属颜料，由于其具有不活泼性，特 别是在高温强蚀环境中的防护性极 好，所以既可用来作为主要颜料，也可 作为复合颜料的一部分，与粘合剂组 成防护性涂料。研究发现，通过极化方 法可以实现不锈钢颜料与环氧树脂的 {zy}化组合，生成的粉末环氧涂料可 以弥补环氧树脂表面耐磨性差的缺 点，从而直接用于露天环境。该涂料是 双组分涂料，一部分是将70%的环氧 树脂溶于甲基异丁酮、二甲苯、丁基合 成橡胶等溶纤剂中；另一部分则是由 70%的聚酰胺溶于二甲苯而得，使用 时将两者混合即可。通过力学、加速寿 命、电化学等方法测试可知，该涂料有 
    良好的力学性能。 
    为了提高环氧树脂涂料的耐热 性，人们利用硅酮的耐热性将少量硅 酮树脂与环氧树脂混合制成新的耐热 防腐涂料。这是因为硅酮中-Si-O- Si-的存在使涂料具有良好的热稳定 性，而-Si-C-则保证了涂料的固体 成分。先将环氧树脂与甲基异丁酮等 混合组成溶剂，然后将硅酮树脂加入 上述溶剂，再用二甲苯进行稀释，并加 入聚酰胺作为固化剂。通过分光镜和 电化学显微镜观察可发现涂料的热稳 定性有了显著提高，对甲苯、三氯基甲 苯等溶剂也有良好的抵抗力。 
    鳞片树脂涂料 
    金属及某些无机化合物经物理或化学特殊方法处理后，呈一定大小粒 径、微厚的薄片，工程上称之为鳞片。 以鳞片为填料，合成树脂为成膜物质 (粘合剂)，再加以其它添加剂，可制成 耐腐蚀材料。鳞片树脂涂料有下列共 性：抗渗透性好、收缩性小、抗冲击 性、耐磨性好。目前已有玻璃片、云 母、耐蚀金属片、有机材料等鳞片树脂 涂料。实验证明，其中对涂料影响{zd0} 的是鳞片添加量及表面处理剂量。对 施工性能影响较大的是悬浮触变剂、 
    活性稀释剂及颜料。 
    日本开发出一种防腐能力强、作 业时间短的防腐涂料。该涂料是在微 米大小的小玻璃片上，包覆锌及铝，然 后将其混合于树脂系涂料中。玻璃片 能防止雨水和盐分的侵入，涂料中的 锌能防腐蚀，铝则具有抑制紫外线防 止涂料劣化的作用。 
    无机富锌涂料 
    无机富锌涂料有水性和溶剂型两 类：前者是以硅酸钠为基料；后者是以 正硅酸乙酯为基料的。正硅酸乙酯可 溶于有机溶剂，涂刷后，在溶剂挥发的 同时，正硅酸乙酯中的烷氧基吸收空气中潮气并发生水解反应，交联固化 成高分子硅氧烷聚合物。由正硅酸乙 酯与锌粉(质量含量为70%～90%)制 成的富锌涂料，锌粉具有阴极保护作 用，所以该涂层具有良好的耐热性、耐 磨性和耐溶剂性，同时有强的防锈性。 其缺点是涂膜韧性差，往往需加一些 有机树脂进行改性。例如一种耐高温、 重防腐的新型涂料——H W E型无机 硅酸锌底漆已开发成功，该油漆主要 由烷基硅酸酯、超细锌粉、颜填料、特 种助剂、固化剂等组成，粘度适中，熟 化期短，具有优异的耐热、耐腐性。 
    高固体分涂料 
    普通防腐涂料中一般含有4 0% 左右的可挥发成分，它们绝大多数为 有机溶剂，在涂料施工后会挥发到大 气中去，不仅造成涂层缺陷,难以满足 防腐要求，而且也污染了环境。因此提 高涂料的固含量，降低其可挥发组分 含量，成为涂料开发新的发展方向。
    目 前，国外已研制出固体质量含量很高 (达95%)的防腐涂料，该涂料性能优 越，已在油气田及水电工业中得到应 用，并取得很好效果。有研究报道，采用改性环氧和聚氨酯预聚物制备的高 性能、高固体分涂料其固含量高达 9 7%，涂料一次涂敷厚度在1 5 0μm 以上，同等条件下涂层中针孔数量比 普通防腐涂料少2/3以上。另外它与 普通防腐涂料相比有以下优异性能： 可挥发成分含量极小，高压下抗渗透 性强；固化时间短，涂层光滑致密，抗 冲击强度好，具有良好的抗流挂性质， 施工工艺性能较好等。 
    市场热点 
    （1）船舶业用涂料：20世纪90年 代，作为劳动密集型产业，集装箱产业 由日本转移到韩国，再转移到中国。目 前，中国已占有90%以上的集装箱产 业市场份额，继深圳海虹以后，以中远 关西、中涂化工、K C C为主体的集装 箱涂料生产基地的建立，满足了200 万箱/年以上的市场需求。与此同时， 世界造船和修船业完成了向东亚的转 移，相应的船舶涂料生产开始向东亚 尤其是中国转移，2004年，仅日本、韩 国和中国的造船量就占全球造船市场 份额的8 4%。据预测，以船舶涂料为 主的中国海洋涂料市场，其需求量以 每年30%的速度增长。 
    （2）海洋石油开发用涂料：该类 涂料主要是用于石油平台及附属设施 的保护中，年用漆量已达3500t；舰船 用涂料主要是修船用高性能和特种涂 料，随着机构调整，xx民选应用范围 扩大，国外公司的通用型产品开始渗 透到舰船涂料市场，xx船舶涂料市 场的总容量为4500t/a左右；近年来 我国近海渔船的数量剧增，其中300t 以下的渔船达35万条，按每条用漆量 60kg计，总用量为2.1万t，再加上小 木船用量3万t，总共将达6万t。 
    （3）化工用重防腐涂料：近年来 管道涂料逐渐向发达国家的环氧底漆加乙烯喷塑配套靠拢。天然气管道与 输油管道要求有所不同，经脱硫处理 后气体腐蚀性不强，但对内壁的减阻 性能要求很高，目前国内产品与进口 产品差距较大。管道外壁涂料主要是 环氧沥青或玻璃纤维增强的沥青，价 格便宜，国内厂家均可生产。 
    （4）油罐防腐用涂料：油罐外壁 通常采用环氧底漆配套丙烯酸、氯化 聚烯烃和聚氨酯面漆。近些年正在推 广太阳热反射面漆，在保证质量的前 提下，夏季可降温5～8℃。 
    （5）铁路、公路桥梁及钢结构用 防腐涂料：公路桥梁虽然混凝土结构 较多，但钢桥的里程数不亚于铁路桥。 平均而言，每涂装1km桥的用漆量为 60t，如在10年内维修一遍，则每年需 消耗涂料3万多t。随着环保力度的加 大，铁路桥梁用漆由过去大多用红丹 底漆逐渐向高性能富锌底漆、特别是 高模数硅酸钾IC531为基础的水性硅 酸锌加环氧中间层和聚氨酯面漆配套 过渡，或者以高性能环氧为基础的其 它品种配套。 
    （6）城市基础设施用涂料：近年 来，我国的城市建设发展很快，环城 路、立交桥、高架桥、过江大桥等都要 求长期防腐保护；城市煤气管道和储 气罐、自来水管道等对高性能防腐涂 料的需求十分迫切。随着人们环保意 识的增强，大规模的环保工程已经在 大中城市展开，相应的对污水处理用 管道设施采用的高性能防腐涂料的需 求在日益增大；虽然这块市场刚刚启 动不久，但发展潜力十分巨大。防腐涂 料正向开发绿色环保、节约资源、高性 能防腐涂料的方向发展。 
    防腐涂料产业面临的问题 
    xx产品比例有待提高 目前，我国的防腐涂料基本上以溶剂型涂料为主，xx产品比例不高， 同时，我国的防腐涂料业也在积极开 发绿色产品，进行绿色创新，提升防范 涂料产品的整体水平，用节能、低耗、 环保型的防腐涂料替代传统的溶剂型 防腐涂料已势在必行。 
    专用性转向应用适应性 
    我国的涂料防腐过去是以防锈、 耐油、耐温为主，专用性较强；随着涂 料防腐技术的发展，其应用适应性更 引起人们重视：一是要施工方便，着色 性好，适应性强，不受设备结构、形状 的限制，重涂和修复方便，费用也要 低；二是可与其它防腐措施配合使用， 从而获得较好的防腐效果。 
    涂装整体水平仍然落后 
    近些年来，通过引进、消化、吸 收，我国防腐涂装业在产品质量、涂装 设备、涂装工艺上都有长足的进步，造 船厂和集装箱行业与国际接轨较早， 沿海地区的大中型船厂和集装箱厂的 涂装水平和管理水平较 高。但由于涂装环境千 变万化，涂料和涂装的 标准化又归不同行业管 理，缺乏科学性和系统 化，再加上众多防腐工 程公司在资质上的差 异，目前我国的防腐涂 装行业整体水平仍然落 后，尤其是大量现场涂 装，差距更大。目前面临 的根本问题是如何尽快 提供高质量、高性能的 防腐涂料，提高涂装水 平。 
    结束语 
    金属的防腐、防锈 是始终困扰人们的一个 难题。长期以来，人们一直采用多种技术对金属加以保护，防 止腐蚀的发生。由于防腐涂料具有性 能优异、制造方便、价格低廉等一些其 他才无法比拟的优点，因此在选择防 腐措施时成为优先考虑的对象。当前， 建设节约型社会的话题已被大家所熟 知，因此，开发更有效、环境友好的高 性能防腐涂料已势在必行。随着防腐 技术的成熟，防腐涂料也必将得到进 一步发展。其中，高固体分涂料因其可 挥发成分少、固化速度快、施工性能好 等优点必将成为今后防腐涂料的主要 
    发展方向。 
    另外，环氧树脂涂料、聚氨脂涂 料由于具有较高的机械强度和粘接 力、容易加工改性等特点，其防腐性 能、应用范围也会进一步得到提高和 扩大。今后，防腐涂料研究开发的重点 仍将是树脂的改性，另外新型颜填料、 固化剂的开发也成为一个新的课题。