海洋環(huán)境是極為苛刻的腐蝕環(huán)境，海水和海洋大氣中具有很高的含鹽量，其中包括高濃度的Cl-、Mg2+和SO24-等，而且腐蝕環(huán)境受日照、海風(fēng)、海洋生物等條件影響。所以，海水和海洋大氣對(duì)海洋和海岸設(shè)施腐蝕破壞性大。根據(jù)腐蝕條件的差別，海洋環(huán)境一般分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)。而這些區(qū)域，由于氧含量的不同，尤以潮差區(qū)和飛濺區(qū)的腐蝕環(huán)境最為嚴(yán)重。海洋石油工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了防腐涂料在海洋平臺(tái)上的應(yīng)用。近海海岸工程，如碼頭、海上橋梁等，同樣需要高性能防腐涂料進(jìn)行防護(hù)。海底管線也需要重防腐涂料進(jìn)行防護(hù)。海洋重防腐涂料針對(duì)海洋的苛刻腐蝕環(huán)境設(shè)計(jì)。使用于海洋平臺(tái)、海工混凝土工程、海底輸油管道等。海洋的特殊環(huán)境要求海洋防腐涂料具有高的耐腐蝕性、耐劃傷性和耐侯性，這些要求的實(shí)現(xiàn)主要通過采用高性能的樹脂和高品質(zhì)的顏填料實(shí)現(xiàn)的。目前，我國無論是在海洋涂料的腐蝕機(jī)理研究，還是在海洋涂料的開發(fā)應(yīng)用方面，都處于起步階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，海洋長(zhǎng)效防腐涂料的市場(chǎng)前景廣闊。

一、海洋涂料的種類與防護(hù)功能

海洋防腐涂料按涂層體系，一般由底漆、中涂和面漆組成。底漆一般為有機(jī)或無機(jī)的環(huán)氧底漆。熱噴鋅、鋁或鋅鋁復(fù)合涂層可以作為有機(jī)涂層的底層，也可以單獨(dú)作為鋼結(jié)構(gòu)的整體保護(hù)涂層。防護(hù)底漆是防腐蝕最重要的部分，以富鋅底漆為主，底漆中的填料，如Zn粉，除了提供屏蔽作用，還可以提供陰極保護(hù)作用。中涂漆以環(huán)氧類涂料為主，要求有足夠的防滲透能力，如環(huán)氧云鐵，環(huán)氧玻璃鱗片，環(huán)氧瀝青、氯化橡膠漆等。面漆一般采用聚氨酯，丙烯酸樹脂或乙烯樹脂涂料，面漆要求具有高的耐侯性。有些中間漆也以面漆使用，組成多層的保護(hù)涂層體系。以下即按涂料類型，對(duì)其研究狀況分別進(jìn)行介紹。

1、底漆

（1）富鋅底漆

環(huán)氧樹脂是被廣泛使用的防腐用樹脂，在海洋環(huán)境中，環(huán)氧樹脂涂料是使用的最多的涂料類型。無論在底漆和中涂中，環(huán)氧樹脂都被作為基質(zhì)樹脂。富鋅底漆，有機(jī)富鋅即主要為環(huán)氧富鋅底漆，無機(jī)富鋅主要以硅酸乙脂為成膜基質(zhì)，兩者都具有良好的腐蝕保護(hù)作用，適用于海洋環(huán)境鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)。富Zn底漆采用的是犧牲陽極的陰極防護(hù)機(jī)理。Zn之所以可以保護(hù)鋼鐵基體，是因?yàn)槠湎鄬?duì)于鋼鐵具有更低的腐蝕電位。例如，Zn在海水中的自腐蝕電位為-1V左右。Zn相對(duì)于鋼基材有-0.25V的驅(qū)動(dòng)電位，因?yàn)檩^低的電位，Zn適合做犧牲陽極。如果海水中的基材的腐蝕電位低于-800mV（SCE），則基材就可以楷體得到保護(hù)。對(duì)于同樣的Zn填料，PereiraD的研究表明，有機(jī)和無機(jī)富Zn體系的腐蝕電位有明顯不同，環(huán)氧體系比硅酸乙酯體系高100mV左右，兩者的腐蝕趨勢(shì)明顯不同，后者明顯比前者的腐蝕速度慢。漆膜中的Zn粉相互接觸并與金屬面接觸而導(dǎo)電，在海水腐蝕環(huán)境中起到了犧牲陽極的陰極保護(hù)作用。Zn粉的顆粒大小和形狀對(duì)環(huán)氧底漆的保護(hù)作用有明顯區(qū)別。VilcheJR等人用EIS手段測(cè)試發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠瑺頩n顆粒比球狀顆粒具有更大的比表面積，在球形Zn顆粒為主的富Zn底漆中加入一定量的片狀Zn顆?？梢垣@得更好的腐蝕防護(hù)性能，且相應(yīng)的CPVC（臨界顏料體積濃度）比球形的低，片狀Zn和球狀Zn的臨界顏料體積濃度分別為50%和60%.關(guān)于Zn粉含量對(duì)環(huán)氧底漆性能的影響，一般認(rèn)為含Zn量要在70%以上。Feliu等人的研究發(fā)現(xiàn)，50%的硅酸乙脂富Zn底漆不能夠提供陰極保護(hù)，68%的環(huán)氧富Zn底漆提供的陰極保護(hù)作用有限，這些都說明低含量Zn提供的陰極保護(hù)作用有限。MarcheboisH等人通過在環(huán)氧中加入40%的球形Zn和10%的片狀Zn,取得了和Feliu等人加入93%球狀Zn同樣的陰極保護(hù)壽命，原因?yàn)槠瑺頩n由于大的活性面積提供了更負(fù)的腐蝕電位。然而，由于片狀Zn的溶解迅速，所以球狀Zn/片狀Zn的比例是富Zn涂料配方中的一個(gè)關(guān)鍵因素。

隨著Zn粉的不斷溶解，在Zn粉顆粒中沉積了許多Zn粉被腐蝕后的固態(tài)產(chǎn)物，其中的堿性羥基氯化物的形成被認(rèn)為對(duì)涂層的抗Cl-的腐蝕性能有重要作用。MarcheboisH等分析認(rèn)為，4Zn（OH）2·ZnCl2·H2O、Zn4Cl2（OH）2SO4·2H2O是起抗Cl-腐蝕作用的產(chǎn)物，這些腐蝕產(chǎn)物的拉曼光譜如表1所示。致密的腐蝕產(chǎn)物不導(dǎo)電，對(duì)于被保護(hù)的材料來說，相當(dāng)于是一層屏蔽層，它阻擋了腐蝕因子。當(dāng)Zn的腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)生后，這種涂料的防腐作用是陰極保護(hù)作用和屏蔽作用共同作用的結(jié)果。環(huán)氧富Zn底漆的保護(hù)作用在浸泡前期以犧牲Zn陽極為特征，浸泡后期Zn的腐蝕產(chǎn)物形成密閉的屏障實(shí)現(xiàn)對(duì)基體的保護(hù)。Mg作為犧牲陽極，近來也被用在環(huán)氧漆中，證明對(duì)鋁合金基材的防護(hù)有效，其相當(dāng)于Zn對(duì)鋼基材的保護(hù)作用，但Mg用在鋼鐵基材上的效果還未見考察。

（2）熱噴涂鋅鋁涂層

鋅、鋁或鋅鋁復(fù)合涂層以犧牲陽極為特征，對(duì)鋼鐵基材具有良好的腐蝕保護(hù)作用。國外早在20世紀(jì)20年代，就開始熱噴涂鋅、鋁及其鋅鋁復(fù)合涂層對(duì)鋼鐵的防護(hù)應(yīng)用。一些學(xué)者對(duì)熱噴涂Al、Zn和Al-Zn涂層的腐蝕電位隨浸泡時(shí)間的變化進(jìn)行了研究。浸泡初期的試樣的腐蝕電位較高，隨著浸泡時(shí)間的增加而逐漸降低，直至穩(wěn)定，同時(shí)鋼表面的陰極電流逐漸下降。ThomasonWH.對(duì)比了封閉和未封閉的熱噴鋁涂層對(duì)鋼試樣的保護(hù)作用。持續(xù)暴露9個(gè)月的鹽霧實(shí)驗(yàn)表明，用硅樹脂封閉的鋼試樣沒有腐蝕的跡象，但未封閉的涂層破壞明顯。然而，即使未封閉的涂層，在涂層破壞后，也能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)提供較好的保護(hù)作用。另外，普遍得到的結(jié)論是，硅樹脂對(duì)熱噴Zn、Al和Zn-Al涂層具有最好的封閉和腐蝕保護(hù)效果。賴國偉等人通過考察對(duì)熱噴涂Zn、Al和Zn-Al涂層，與聚氨酯面漆進(jìn)行配套，發(fā)現(xiàn)Zn-Al合金涂層在海洋環(huán)境條件下的耐蝕性優(yōu)于Al涂層及Zn涂層。采用熱噴Zn-Al涂層（200±20）μm+環(huán)氧云鐵中涂（40±5）μm+聚氨酯面漆（80±10）μm的復(fù)合涂層體系，可以取得良好的耐海洋大氣腐蝕效果。中科院海洋研究所李言濤等人指出，研究熱噴Zn-Al與有機(jī)復(fù)合層在海洋苛刻腐蝕環(huán)境中的界面腐蝕規(guī)律，可以指導(dǎo)深層體系設(shè)計(jì)和壽命預(yù)測(cè)。雖然，近年來，國內(nèi)對(duì)熱噴涂涂層的研究開始關(guān)注，但相關(guān)研究仍很少。另外，國內(nèi)外都缺乏對(duì)噴鋅、鋁、鋅鋁涂層和有機(jī)涂層的配套體系的腐蝕機(jī)理研究。

2、中間漆和面漆

環(huán)氧中涂漆一般采用厚涂，無溶劑及改性厚膜型環(huán)氧涂料，它們是我國海洋防腐工程中最為常見的中涂類型，其中以玻璃鱗片涂料的效果為最好。玻璃鱗片涂料是海洋防腐中涂常用的涂料，玻璃鱗片作為骨料，大幅度延長(zhǎng)了腐蝕介質(zhì)的傳輸路徑，玻璃鱗片結(jié)合性能優(yōu)異的樹脂，使涂料具有良好的抗?jié)B透性能。它是環(huán)保型防腐涂料，具有極其優(yōu)異的防腐性能，是海洋混凝土防腐涂料中極具潛力的品種。

SathiyanarayananS等人報(bào)道了用另一種導(dǎo)電聚合物-聚苯胺改性環(huán)氧基玻璃鱗片涂料比傳統(tǒng)的玻璃鱗片環(huán)氧涂料具有更好的耐腐蝕性能，在EIS（電化學(xué)交流阻抗）測(cè)試中，前者的涂層電阻值為108～109Ψ·cm2,而后者的涂層電阻值為109Ψ·cm2.苯胺改性玻璃鱗片涂層前后的浸泡時(shí)間的阻抗譜Bode圖參見文獻(xiàn)。這種用苯胺改性的玻璃鱗片由于能大幅度地提高涂層的耐腐蝕性能，目前正受到越來越多研究者的關(guān)注。相關(guān)專利指出，利用氧化聚合法在玻璃鱗片表面形成聚苯胺包覆層，處理后的玻璃鱗片對(duì)金屬有鈍化作用，玻璃鱗片表面的植酸包覆層對(duì)金屬也起到緩蝕的作用。聚苯胺改性玻璃鱗片重防腐涂料有很強(qiáng)的耐蝕性和抗?jié)B透性，可應(yīng)用于石化、碼頭設(shè)施、船舶等領(lǐng)域的重防腐工程，特別適用于浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)的防護(hù)。這種適用于海洋重防腐涂料的基體樹脂可以為環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂和乙烯基樹脂等，涂料尤其適合應(yīng)用于中涂漆。由于聚苯胺對(duì)鋼基材具有較強(qiáng)的防銹蝕能力，隨著研究的深入，聚苯胺改性玻璃鱗片涂料在海洋腐蝕環(huán)境重的應(yīng)用前景廣闊。

海洋環(huán)境由于光照輻射強(qiáng)烈、腐蝕環(huán)境苛刻，面漆需要采用耐侯性和耐蝕性都優(yōu)秀的樹脂，目前以聚氨脂樹脂為主。但有報(bào)道可以有多種類型的面漆可以使用，如采用氯化橡膠、聚乙烯或聚丙烯、改性聚氨酯等。有報(bào)道100%固體份剛性聚氨酯重防腐涂料及其在海洋工程中的應(yīng)用，尤其在沿海水工建筑中的應(yīng)用，預(yù)期可滿足50年的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)要求。超耐侯性氟碳面漆是近年來逐漸受到重視的面漆品種，由于氟碳涂料具有優(yōu)異的耐侯性、耐腐蝕性、耐化學(xué)品性和耐沾污性，使其在海洋苛刻腐蝕環(huán)境下的應(yīng)用性能良好。普通氟碳樹脂具有超過10～15年的耐侯性，且耐腐蝕性能亦優(yōu)異。而短鏈的氟碳樹脂，如日本旭硝子公司的Lumiflon系列，具有甚至30～40年的超長(zhǎng)耐侯性，這種超長(zhǎng)耐侯性對(duì)于抵抗海洋環(huán)境的紫外輻射尤為重要，可以預(yù)測(cè)氟碳樹脂將是未來海洋平臺(tái)涂料面漆基料的極佳選擇。

納米粒子加入到普通涂料里，可以改善涂料性能，中科院金屬研究所納米涂料組的研究表明，在多種樹脂體系中，加入分散良好或硅烷改性的納米粒子，可以顯著提高涂料的某一方面或某幾方面的性能，這些性能改善可以使納米復(fù)合涂料適合應(yīng)用于海洋環(huán)境所要求的高耐蝕性和耐候性。如在環(huán)氧樹脂中加入微量硅烷改性的納米SiO2,可大幅度提高復(fù)合涂層的耐腐蝕性能和機(jī)械性能。納米復(fù)合氟碳涂料、納米復(fù)合丙烯酸涂料比相應(yīng)的普通涂料具有更好的耐腐蝕性和耐候性。另外，納米改性聚氨酯涂料也比普通聚氨酯涂料具有更好的耐腐蝕性和耐候性。以上的納米涂料的相關(guān)研究結(jié)果表明，納米復(fù)合涂料應(yīng)用于海洋防腐涂料中將具有良好的前景。

涂層的配套體系對(duì)于海洋環(huán)境的長(zhǎng)效防腐也十分重要。Alocit公司在土耳其馬爾馬拉海石油平臺(tái)中采用兩層無溶劑環(huán)氧樹脂2×300μm和聚氨酯面漆保護(hù)平臺(tái)飛濺區(qū)，設(shè)計(jì)使用壽命10～15年。在我國，根據(jù)有關(guān)實(shí)海掛片的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)，推薦使用無機(jī)富鋅涂料、環(huán)氧漆、環(huán)氧瀝青漆以及金屬噴涂等保護(hù)層的適合配套體系，可以保證海洋結(jié)構(gòu)涂層的使用壽命在10年以上。雖然一些學(xué)者對(duì)海洋重防腐涂料的配套有多種選擇，但是，筆者認(rèn)為，隨著新的涂料品種（中涂和面漆）的開發(fā)，國內(nèi)外對(duì)于涂層配套的研究，將會(huì)越來越多。

二、海洋涂料的基礎(chǔ)研究和檢測(cè)方法

海洋防腐涂料的基礎(chǔ)研究目前主要集中于環(huán)氧富鋅底漆和玻璃鱗片涂料等。研究方法多采用電化學(xué)技術(shù)、浸泡和戶外曝曬等方法。關(guān)于海洋涂料的性能檢測(cè)方法，金磽鴻等“海洋工程用重防腐蝕涂料體系性能對(duì)比試驗(yàn)”報(bào)告中所用的測(cè)試試驗(yàn)包括：加速腐蝕暴露、沖擊、耐磨、附著力（干態(tài)、濕態(tài)）、耐陰極剝離、海水間歇浸泡（模擬潮差）、海洋大氣曝露和室溫低溫下物理性能等多種測(cè)試。劉志等人用改進(jìn)的中性鹽霧實(shí)驗(yàn)手段對(duì)一種新型的超厚膜（SHB）重防腐涂料進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)這種涂料具有優(yōu)異耐腐蝕性能，適合海洋環(huán)境使用。用交流阻抗手段研究海洋防腐涂料中的填料在樹脂中的傳輸機(jī)制和涂層的耐腐蝕能力，是海洋防腐涂料基礎(chǔ)研究的主要方面。MarcheboisH等人對(duì)富Zn粉末涂料在人工海水中對(duì)磷化鋼的防護(hù)作用進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，富鋅粉末涂料的腐蝕產(chǎn)物和溶劑型的不同，且腐蝕傳輸線路模型與溶劑型的不同，粉末涂料的PVC（顏料體積濃度）必須比溶劑型的低，否則不易形成均一的干粉末。CavalcantiE等人用交流阻抗考察硅酸乙脂基無機(jī)富鋅底漆與氯化橡膠或環(huán)氧聚酰胺面漆的涂層體系的耐腐蝕能力，發(fā)現(xiàn)面漆的種類和厚度對(duì)富Zn底漆的反應(yīng)速度影響很大，也會(huì)影響涂層體系長(zhǎng)效的使用壽命。因?yàn)楹Ｑ箐摻Y(jié)構(gòu)常采用厚涂層和陰極保護(hù)結(jié)合的形式，所以有學(xué)者對(duì)陰極保護(hù)和涂料的相容性做了考察。LeThuQ等人采用電化學(xué)阻抗譜（EIS）對(duì)厚涂層體系（>200）μm,結(jié)果表明，通過在等效電路中加入與涂層電容并列的一個(gè)常相位角元素Qv,組成等效電路，可以較好地用等效電路擬合帶有缺陷的涂層的腐蝕剝離發(fā)展的情況。

三、新型海洋防腐涂料的開發(fā)

關(guān)于新的海洋防護(hù)涂料的開發(fā)，ElaineArmelin等人綜述了導(dǎo)電聚合物在海洋涂料中的應(yīng)用，指出在海洋涂料配方中加入0.2～0.3%（w/w.）的導(dǎo)電聚合物，即可改善傳統(tǒng)海洋涂料的腐蝕防護(hù)性能，聚噻吩衍生物對(duì)海洋涂料的腐蝕防護(hù)性能的促進(jìn)作用明顯。金屬陶瓷涂層是以無機(jī)陶瓷粉末、少量粘性共聚物為主要成膜物質(zhì)，并添加W、Mo、Co等超微細(xì)金屬粉末，制備的一種新型無機(jī)高分子材料。在海洋防腐涂料中，金屬陶瓷涂料直接涂覆到基材上，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多層防腐體系。金屬陶瓷涂料也越來越多的用于海洋工程的防護(hù)中，尤其對(duì)海底構(gòu)筑物以及船體的防護(hù)，既能起到耐蝕作用，又有很好的耐沖刷和耐磨作用。韓國愛陶公司的金屬陶瓷涂料已報(bào)道成功用于海洋閘門和船體等的防護(hù)。在所開發(fā)的金屬陶瓷涂料中，WC-Co體系是研究者最為關(guān)注的研究方向，CollazoA等人研究了WC-12%Co體系的金屬復(fù)合陶瓷對(duì)低合金鋼的防護(hù)機(jī)理，指出金屬復(fù)合陶瓷涂層對(duì)基體的保護(hù)類似于富Zn涂層和導(dǎo)電聚合物涂層，即腐蝕均具有犧牲陽極的特征。多孔金屬陶瓷的保護(hù)能力和孔隙率有關(guān)。除了金屬陶瓷涂層，有機(jī)-無機(jī)雜化涂層也可在海洋防腐涂料中有所應(yīng)用。例如，無機(jī)聚硅氧烷具有優(yōu)異的耐侯性，適合海洋環(huán)境長(zhǎng)期耐侯性的需要，再用丙稀酸樹脂進(jìn)行改性來增加彈性、柔韌性、黏結(jié)性，適合于海洋防腐功能的需要。

四、結(jié)語

傳統(tǒng)的海洋防腐涂料所含的VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）高，所以開發(fā)高固體份和無溶劑海洋防腐涂料是一個(gè)熱點(diǎn)。金屬陶瓷復(fù)合涂層、高耐蝕有機(jī)-無機(jī)雜化涂層的出現(xiàn)也為海洋防腐涂料品種開發(fā)提供了新的路徑。開發(fā)新型無害的防銹顏料，以及應(yīng)用于重防腐涂料的無毒緩蝕劑，是研究環(huán)境友好防腐涂料的重點(diǎn)。納米粒子應(yīng)用于重防腐涂料，改善涂層的性能，是具有前景的研究方向。陰極保護(hù)和防腐涂料聯(lián)合使用，是海洋重防腐涂料應(yīng)用的新技術(shù)。

五、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內(nèi)，線上購買，抖店直接下單購買。

工廠業(yè)務(wù)：長(zhǎng)期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測(cè)、開具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項(xiàng)目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院：提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、施工方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。