防腐涂料及涂装技术发展趋势
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我国防腐涂料的现状及发展趋势我国防腐涂料的现状及发展趋势摘要:本文分析了国内防腐涂料发展现状及我国防腐涂料行业存在的问题,指出了我国防腐涂料行业的发展趋势。
关键词:防腐涂料;发展趋势;存在问题1 引言在国民经济中腐蚀造成了大量的资源和能源浪费,全世界每年因腐蚀造成的经济损失约为10000亿美元,是火灾、风灾和地震造成损失的总和。
防腐涂料作为最有效、最经济、应用最普遍的防腐方法,受到国内外广泛地关注和重视。
防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。
按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求, 通常将防腐蚀涂料分为通用型和重防腐型两类。
根据使用环境腐蚀介质的情况选用不同类型的防腐蚀涂料。
在一般大气环境的腐蚀条件下, 如机床、汽车、铁路车辆、工程机械等行业, 常采用通用型防腐蚀涂料, 此时还要求涂层具有较高的装饰功能; 在工业或海洋性大气腐蚀环境条件下, 如化工、石油化工、冶金、海洋工程等行业, 多采用重防腐蚀涂料。
防腐涂料在我国涂料工业中占有重要地位,在涂料工业中所占的比例已经位居前列。
近年来,我国在建筑、交通运输、石化、水电以及海洋工程等众多领域,都出现了飞速增长,进而带动了相关配套产品需求的快速增长,我国防腐涂料市场也出现了喜人的局面,市场规模已经仅次于建筑涂料而位居第二位。
本文将就我国防腐涂料的发展现状、发展趋势以及存在的问题进行探讨。
2 我国防腐涂料发展现状2. 1 主要品种据不完全统计, 我国防腐蚀涂料品种有1000 余种, 传统的按树脂分类有环氧、沥青、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、过氯乙烯、高氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、酚醛、醇酸漆等。
上世纪90年代开始,新一代防腐涂料体系陆续占据了市场研究和应用的主流,其中包括水性环氧涂料、水性丙烯酸涂料、水性无机硅酸富锌涂料、聚硅氧烷涂料、粉末涂料、氟碳涂料、聚脲涂料、鳞片涂料、导电聚苯胺涂料以及钛纳米聚合物涂料等。
涂料品种已经由单一向多功能化发展。
船舶涂层防腐技术的研究与应用船舶作为海上运输的主要工具,需要承受海洋环境的恶劣影响。
其中,船舶涂层作为船舶防腐的重要部分,承担着对船舶进行保护的作用。
近年来,船舶涂层防腐技术的研究与应用得到了广泛关注。
本文将着重探讨船舶涂层防腐技术的研究现状、发展趋势以及应用实践。
1. 船舶涂层防腐技术的研究现状船舶涂层防腐技术的研究早在20世纪初就已经开始了,最初的研究主要集中在改善涂层的耐盐性和耐腐蚀性方面。
然而由于涂层本身的材料和施工工艺等因素的限制,传统的船舶涂层技术并不能满足现代船舶建造和使用的要求。
随着科技水平的提高和航运业的不断发展,船舶涂层防腐技术也不断进行着创新。
目前,船舶涂层防腐技术的研究主要体现在以下几个方面:(1)新型涂层材料的研发。
由于现有涂层材料的特性和使用寿命等方面存在局限,因此研究人员开始探索新型涂层材料,以解决当前涂层防护效果和经济性之间的矛盾。
例如,目前研究的有防污涂层、自愈涂层、抗氧化涂层等。
(2)涂层防护机理的研究。
涂层防腐的关键在于理解腐蚀的机理和原因,通过研究和分析腐蚀的机理,可以为涂层材料的改进提供重要的理论基础。
目前,主要的涂层防护机理包括屏障作用、离子掩蔽作用和阳极保护作用等。
(3)涂层施工技术的改进。
涂层的施工工艺对其效果影响非常大,因此研究人员开始从工艺角度入手,探索如何提高涂层的施工质量和效率。
例如,应用电泳涂装技术、高速板材喷涂技术等,以提高涂层的质量和使用寿命。
2. 船舶涂层防腐技术的发展趋势未来船舶涂层防腐技术的发展趋势主要集中在以下几个方面:(1)环保性。
环保已经成为一个重要的社会问题,船舶涂层同样也需要向环保性、低污染方向发展。
例如,应用水性涂料代替传统的溶剂涂料、研发生物基涂料等。
(2)智能化。
物联网、大数据等新技术的应用,为涂层防腐技术的智能化提供了契机。
例如,研发能够监测涂层性能、预测腐蚀情况的智能涂层。
(3)多功能化。
除了具备防腐性能,船舶涂层还需要具备其他特殊功能,如防火、防滑、消声等。
2023年家电涂料行业市场分析现状家电涂料行业是指用于家电产品表面涂装的一种涂料行业。
它是随着家电行业的发展而逐渐兴起的一个细分领域,其主要产品包括防腐涂料、耐磨涂料、防污涂料等。
本文将从市场规模、竞争格局和发展趋势三个方面对家电涂料行业的现状进行分析。
首先,市场规模方面。
随着经济水平的提高,人们对生活品质的要求也越来越高,家电产品的销量不断攀升。
而涂料作为家电行业的重要配套产品,市场需求持续增加。
根据数据统计,中国家电涂料市场在近几年的年均增长率超过10%,预计未来几年仍将保持较高增长势头。
目前,家电涂料市场规模已经达到数十亿级别,并且还有很大的增长空间。
其次,竞争格局方面。
目前,家电涂料市场竞争激烈,厂家众多。
竞争主要体现在产品质量、价格和品牌影响力方面。
由于家电涂料行业门槛较低,市场上存在较多小规模的家电涂料生产厂家。
其中,一些规模较大的涂料生产企业逐渐崛起,通过技术创新和市场推广,提升产品质量和品牌影响力,占据市场份额。
同时,一些国际知名涂料品牌也进入了中国家电涂料市场,对国内涂料企业形成一定冲击。
未来,竞争将更加激烈,涂料企业需要不断创新,提高产品质量和竞争力,才能在市场中立足。
再次,发展趋势方面。
随着家电产品功能的增强和多样化,对家电涂料的技术要求也越来越高。
未来,家电涂料行业将出现以下几个发展趋势:1. 环保:随着人们环境保护意识的提高,家电涂料行业将朝着环保化方向发展。
未来,绿色环保的涂料产品将成为市场的主流。
2. 高性能:随着科技进步,家电涂料的技术也在不断创新。
未来,家电涂料将朝着耐高温、耐磨损、防污等高性能方向发展,以满足消费者对家电产品质量的要求。
3. 个性化:家电涂料将越来越注重个性化需求。
未来,涂料企业将加大研发力度,推出更多适应不同消费需求的个性化涂料产品。
4. 电商渠道:随着电商的快速发展,越来越多的家电产品通过网络销售。
未来,家电涂料企业需要借助电商渠道拓展销售渠道,提高产品曝光度和销售量。
第11期收稿日期:2015-03-20基金项目:浙江省舟山市科技计划项目(2013C51018-2)作者简介:彭欣(1985—),男,山东济南人,浙江大学博士后,获博士学位,研究方向为:金属材料腐蚀与防护,船用防腐涂料研发。
低表面处理防腐涂料研究现状及发展趋势彭欣(浙江大学舟山海洋研究中心,浙江舟山316021)摘要:低表面处理涂料对底材表面处理要求低,可大大降低繁琐的表面处理的工序,有利于节能环保,是近年来国内外防腐涂料领域的热点。
介绍了低表面处理涂料的作用原理、特点、种类和研究现状,分析了低表面处理涂料的发展前景以及目前国内存在的问题,环保高效、长效、多功能复合型的低表面处理涂料将是我国相关领域今后研究的重点。
关键词:低表面处理;带锈涂装涂料;带湿涂装涂料中图分类号:TQ630.7文献标识码:A文章编号:1008-021X (2015)11-0049-03Research Status and Development Trend of Surface Tolerant CoatingsPeng Xin(Ocean Research Center of Zhoushan ,Zhejiang University ,Zhoushan316021,China )Abstract :The surface tolerant coatings can be directly used onto the surface with rust or moist ,which avoid the complicated treatment process ,saving large amounts of expenditure and reducing the harm for the environment.In recent years ,the surface tolerant coatings have attracted broad attention in coating industry.In this paper ,the action mechanism ,characteristics ,types and research status of surface tolerant coating are introduced systematic ,also the development trend and existing problems are detailed reviewed.It regarded green and environmentally -friendly ,long -term acting ,multifunctional and compound typed surface tolerant coatings will be the focus of future research in anticorrosive coating fields for our country.Key words :low surface treatment ;residual rust coatings ;wet painting coatings 材料特别是钢铁金属材料在使用过程中不可避免发生各种腐蚀破坏,严重影响其安全和使用寿命[1-3]。
防腐涂料及涂装技术发展趋势防腐涂料是涂料的重要品种。
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。
防腐涂料技术整体设计的无公害化所谓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、防腐颜料、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、施工过程等整体的无公害化。
例如,所采用的原材料虽然自身是无公害的,但它的生产过程不符合环保要求,也是要舍弃的,如氯化橡胶;有些材料,如红丹防锈漆性能优异,但它有毒,对人类不安全,易造成环境污染,因而其性能虽好也不能采用;为了在金属表面使用防腐蚀涂料,必须首先进行除油、除锈等预处理,而预处理过程一般会对环境造成污染,且成本较高,若采用带锈涂料,在有锈的钢铁表面直接涂覆即可使铁锈稳定、钝化或转化;为了减少预处理过程的环境污染,还出现了无污染喷砂除锈工艺,如湿喷砂技术等。
在这方面,突破传统观念是非常重要的。
无公害或低公害的水性、高固体分、无溶剂及粉末防腐涂料水性防腐涂料:无机富锌涂料是水性防腐涂料的重要品种,主要用作底漆,具有优异的防腐性能。
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,性能不断改进,作为一种零VOC的环保型防腐涂料已被各行各业接受。
水性防腐涂料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,用于除锈不完善的钢基材上,甚至可以在水下施工,这些涂料配合适当的水性或高固体分面漆,可以形成非常耐久的防护体系。
海洋化工研究院采用核壳结构、自乳化聚合乳液制造技术,开发出了纳米级水性丙烯酸改性醇酸胶乳、纳米级水性氨基丙烯酸改性醇酸胶乳、水性环氧丙烯酸氨基微胶乳以及由这些胶乳制备的系列水性防腐涂料,已开始用于石油化工、冶金、五金交电、汽车、机车车辆、货车、船舶等领域的防腐。
水性涂料对施工环境的依赖性更强,如何保证在高湿、低温及封闭环境下获得性能良好的涂层是水性防腐涂料未来需着重解决的问题。
无溶剂与高固体分涂料:体积固含量在60%或质量固含量在80%以上的涂料称为高固体分涂料。
随着全球环保要求日益增高,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100%即无溶剂涂料推进的趋势。
无溶剂涂料又称活性溶剂涂料,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,都参与反应固化成膜,对环境污染少,无溶剂体系通常粘度较高,需采用特殊的施工工具和工艺,尚在发展之中。
喷涂聚脲弹性体技术(SPUA)是国外近年来为适应环保要求而研制开发的一种新型无溶剂、无污染的喷涂施工技术,目前国内也有相应的体系开发出来,它是前景较为广阔的防腐技术。
粉末涂料: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95~99%,近年发展很快。
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完全不含溶剂、以粉末形态喷涂并熔融成膜的新型涂料。
目前存在的问题是耐冲击性及吸湿性方面有待改善和提高。
国内生产的管道防腐环氧粉末涂料在贮存稳定性及涂覆施工性方面,与国外优质产品相比尚有一定差距。
环氧粉末涂料是新建管道防腐工程的首选防腐涂料品种。
低温固化树脂的应用日趋普及,超耐候性树脂的耐久性进一步提高,出现了聚酯/丙烯酸粉末涂料等混合型新品种,还开发出了超耐候性和超耐久性的氟树脂粉末涂料以及180~200℃/20分钟固化条件的用多异氰酸酯固化的羟基氟树脂粉末涂料。
在固化剂的使用方面,欧美近年已逐渐取消了有毒的TGIC(异氰酸三缩水甘油酯)的应用,改用羟烷在酰胺等。
目前此方面的主要研究方向是开发可提高施工速度的工艺以及如何降低涂膜的厚度,而降低粒径、提高反应活性是降低涂膜厚度及提高施工速度的关键。
防腐涂料的高性能及多功能化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。
发展趋势是对使用寿命长的防腐涂料的需求会增加,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会迅速发展,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。
无公害防腐颜料钝化型或缓蚀型重防腐涂料一般要使用含铬、铅等重金属的防腐蚀涂料的发展方向。
纳米微粒如纳米级TiO2、ZnO、CaCO3及SiO2用于防腐涂料具有极好的协同作用,由于纳米颗粒的表面能很高,易于同其他原子结合,增加了涂层的致密性及抗离子渗透性。
除此之外,还可以改善涂料的流变性,提高涂层的附着力、涂膜硬度、光洁度和抗老化性能,是重要的发展方向之一。
低处理表面用防腐底漆的开发在防腐工程中,施工费用占70%以上,而其中以喷砂为主的表面处理(防锈、除油等)又占70%以上。
同时在很多现场施工条件下,也不可能达到喷砂Sa2.5级以上的标准,因此对低处理表面——低于Sa2级,带湿气或带油(油舱维修中)表面上可适用的涂料提出很高的要求。
加强涂料和涂装一体化的质量管理体系完整的涂料技术开发、施工和服务管理体系是获得预期防腐目标的基本保证。
一个程序化的涂料开发和生产过程管理、合格的人员培训和认证管理、涂装现场的管理体系的建立和完善,是我国防腐涂料领域面临的巨大挑战。
谈防腐涂料及其涂装技术的发展(一)防腐涂料是涂料的重要品种。
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。
防腐涂料技术整体设计的无公害化所谓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、防腐颜料、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、施工过程等整体的无公害化。
例如,所采用的原材料虽然自身是无公害的,但它的生产过程不符合环保要求,也是要舍弃的,如氯化橡胶;有些材料,如红丹防锈漆性能优异,但它有毒,对人类不安全,易造成环境污染,因而其性能虽好也不能采用;为了在金属表面使用防腐蚀涂料,必须首先进行除油、除锈等预处理,而预处理过程一般会对环境造成污染,且成本较高,若采用带锈涂料,在有锈的钢铁表面直接涂覆即可使铁锈稳定、钝化或转化;为了减少预处理过程的环境污染,还出现了无污染喷砂除锈工艺,如湿喷砂技术等。
在这方面,突破传统观念是非常重要的。
无公害或低公害的水性、高固体分、无溶剂及粉末防腐涂料水性防腐涂料:无机富锌涂料是水性防腐涂料的重要品种,主要用作底漆,具有优异的防腐性能。
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,性能不断改进,作为一种零VOC的环保型防腐涂料已被各行各业接受。
水性防腐涂料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,用于除锈不完善的钢基材上,甚至可以在水下施工,这些涂料配合适当的水性或高固体分面漆,可以形成非常耐久的防护体系。
海洋化工研究院采用核壳结构、自乳化聚合乳液制造技术,开发出了纳米级水性丙烯酸改性醇酸胶乳、纳米级水性氨基丙烯酸改性醇酸胶乳、水性环氧丙烯酸氨基微胶乳以及由这些胶乳制备的系列水性防腐涂料,已开始用于石油化工、冶金、五金交电、汽车、机车车辆、货车、船舶等领域的防腐。
水性涂料对施工环境的依赖性更强,如何保证在高湿、低温及封闭环境下获得性能良好的涂层是水性防腐涂料未来需着重解决的问题。
无溶剂与高固体分涂料:体积固含量在60%或质量固含量在80%以上的涂料称为高固体分涂料。
随着全球环保要求日益增高,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100%即无溶剂涂料推进的趋势。
无溶剂涂料又称活性溶剂涂料,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,都参与反应固化成膜,对环境污染少,无溶剂体系通常粘度较高,需采用特殊的施工工具和工艺,尚在发展之中。
喷涂聚脲弹性体技术(SPUA)是国外近年来为适应环保要求而研制开发的一种新型无溶剂、无污染的喷涂施工技术,目前国内也有相应的体系开发出来,它是前景较为广阔的防腐技术。
谈防腐涂料及其涂装技术的发展(二)粉末涂料: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95~99%,近年发展很快。
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完全不含溶剂、以粉末形态喷涂并熔融成膜的新型涂料。
目前存在的问题是耐冲击性及吸湿性方面有待改善和提高。
国内生产的管道防腐环氧粉末涂料在贮存稳定性及涂覆施工性方面,与国外优质产品相比尚有一定差距。
环氧粉末涂料是新建管道防腐工程的首选防腐涂料品种。
低温固化树脂的应用日趋普及,超耐候性树脂的耐久性进一步提高,出现了聚酯/丙烯酸粉末涂料等混合型新品种,还开发出了超耐候性和超耐久性的氟树脂粉末涂料以及180~200℃/20分钟固化条件的用多异氰酸酯固化的羟基氟树脂粉末涂料。
在固化剂的使用方面,欧美近年已逐渐取消了有毒的TGIC (异氰酸三缩水甘油酯)的应用,改用羟烷在酰胺等。
目前此方面的主要研究方向是开发可提高施工速度的工艺以及如何降低涂膜的厚度,而降低粒径、提高反应活性是降低涂膜厚度及提高施工速度的关键。
防腐涂料的高性能及多功能化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。
发展趋势是对使用寿命长的防腐涂料的需求会增加,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会迅速发展,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。
无公害防腐颜料钝化型或缓蚀型重防腐涂料一般要使用含铬、铅等重金属的防腐蚀涂料的发展方向。
纳米微粒如纳米级TiO2、ZnO、CaCO3及SiO2用于防腐涂料具有极好的协同作用,由于纳米颗粒的表面能很高,易于同其他原子结合,增加了涂层的致密性及抗离子渗透性。
除此之外,还可以改善涂料的流变性,提高涂层的附着力、涂膜硬度、光洁度和抗老化性能,是重要的发展方向之一。