2.6　防腐涂料的主要類型

2.6.1　生漆

生漆，是我國的特產(chǎn)，應(yīng)用在防腐涂料方面有著7000多年的歷史。其主要成分為漆酚，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的四種方式見圖2-5，生漆漆酚為四種成分的混合物。漆酚的結(jié)構(gòu)賦予了生漆漆膜獨(dú)特的超耐久性能和各種化學(xué)品性能。苯環(huán)上含有的不飽和長碳鏈?zhǔn)蛊岱泳哂兄緹N的性質(zhì)，苯環(huán)賦予漆酚芳香烴的性質(zhì)，苯環(huán)上的兩個(gè)酚羥基使其具有酚類物質(zhì)的特性。

目前常用的改性漆酚樹脂產(chǎn)品包括漆酚清漆、漆酚醛樹脂、漆酚環(huán)氧樹脂、漆酚鈦樹脂、漆酚硅樹脂等。

改性漆酚樹脂在低濃度無機(jī)酸溶液中一般有較好的使用效果（鹽酸介質(zhì)慎用），有機(jī)酸條件下，應(yīng)視酸的種類而定，甲酸、乙酸溶液中不建議使用。在堿溶液中改性漆酚樹脂的應(yīng)用效果相對較差，耐堿性比環(huán)氧樹脂還有較大差距，更不耐氨水。改性漆酚樹脂能耐大多數(shù)無機(jī)鹽水溶液的腐蝕。

漆酚清漆、漆酚鈦、漆酚硅的耐水效果較理想，特別是在沸水或者伴有水蒸氣的條件下。對常溫或中低溫水介質(zhì)的防護(hù)，可以采用環(huán)氧防腐涂料。在油介質(zhì)中，除漆酚外，其他產(chǎn)品的耐油品性能比較理想，在高溫油介質(zhì)中尤以漆酚鈦和漆酚硅樹脂為佳，可以耐到200～380℃。單組分、自干性是改性漆酚樹脂的特點(diǎn)，但在液態(tài)環(huán)境下使用，經(jīng)烘干后的涂層，應(yīng)用效果更佳。

漆酚鈦樹脂是一種帶有不飽和脂肪族長鏈的二元酚。利用漆酚苯環(huán)上的2個(gè)互為鄰位的酚羥基和不飽和脂肪族長鏈R上的雙鍵，可參與氧化聚合反應(yīng)，比如改性漆酚環(huán)氧、漆酚糠醛、漆酚有機(jī)硅。其中漆酚糠醛再與經(jīng)環(huán)氧和有機(jī)鈦單體醚化螯合的半成品反應(yīng)即得棕色透明漆酚鈦樹脂液。最終以鈦原子為中心和2個(gè)漆酚分子中的4個(gè)羥基結(jié)合的樹脂與顏填料經(jīng)分散制得的液漆是一種不溶不熔的成膜物，特別適用于換熱器。可以在石油化工、化肥、冶金等需要在耐酸、耐堿、耐沸水以及耐220℃的行業(yè)環(huán)境下應(yīng)用。漆酚鈦樹脂黏度小，顏填料物理自重造成的防沉效果不好，儲存期短，性脆，柔韌性較差。

2.6.2　瀝青漆

制造涂料的瀝青主要有三種：天然瀝青、石油瀝青和煤焦瀝青。其中天然瀝青由瀝青礦中開采取得。

石油瀝青由石油原油分餾分離出汽油、煤油、柴油和潤滑油后剩余的副產(chǎn)品經(jīng)加工制得。其基本組成為瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分、膠質(zhì)和蠟等。石油瀝青主要用于石油工業(yè)的防腐材料，如埋地管道的防腐蝕，采用多層厚涂，層與層之間編繞纖維材料。

煤焦瀝青是煤炭制造焦炭、煤氣時(shí)得到的副產(chǎn)品煤焦油經(jīng)分餾提取出輕油、酚油、萘油等后剩余的殘?jiān)Ｃ航篂r青又稱為煤瀝青，英文名稱coal tar，所以一些外國涂料供應(yīng)商的環(huán)氧煤瀝青涂料有翻譯作焦油環(huán)氧的。

與天然瀝青和石油瀝青相比，煤焦瀝青的吸水性很低，因此在防腐蝕涂料中，煤焦瀝青更為重要。煤焦瀝青涂料漆膜耐水性優(yōu)良，對未充分除銹的鋼鐵表面具有良好的潤濕性，價(jià)格低廉，可以獲得厚漿型涂料。煤焦瀝青在寒冬會(huì)發(fā)脆，夏暑會(huì)發(fā)軟，曝曬后，焦油會(huì)逸出使漆膜龜裂。加入煤粉和增塑油，在300℃時(shí)消化，可以除去低沸點(diǎn)餾分及酸性油，從而改善其軟化點(diǎn)和針入度。

煤焦瀝青的涂料類別主要有瀝青漆、瀝青防銹漆、煤焦瀝青瓷漆和環(huán)氧煤瀝青涂料。

瀝青漆是單純的瀝青在溶劑中的溶液，如集裝箱箱底漆。

瀝青漆中加入鋁粉和氧化鐵紅等防銹顏料，可以制成耐海水性良好的防銹漆，曾廣泛應(yīng)用于船底。在煤焦瀝青中加入煤粉、煤焦油類物質(zhì)及礦物填料，經(jīng)加熱熬制而成，從20世紀(jì)80年代開始，廣泛應(yīng)用于石油和天然氣管道外壁的防腐蝕。

煤焦瀝青可以與其他涂料混用，如氯化橡膠、聚氨酯和環(huán)氧樹脂等。其中，環(huán)氧煤瀝青涂料最為成功，它兼具瀝青涂料和環(huán)氧樹脂涂料的優(yōu)點(diǎn)。

瀝青涂料盡管是使用歷史悠久的涂料品種，但是瀝青對人體健康卻有著很大的危害，應(yīng)該逐漸退出使用。由于瀝青中含有蒽、菲、吖啶、吡啶、咔啶、吲哚等光感物質(zhì)，因而接觸瀝青的身體部位在陽光照射下就會(huì)發(fā)生光敏感性皮炎。接觸到瀝青的煙霧時(shí)，會(huì)引起鼻炎、喉炎和支氣管炎等。臨床表現(xiàn)為接觸瀝青粉塵和煙霧后，特別是在日光照射下，暴露部位如面部、頸部、手及四肢，會(huì)發(fā)生大片紅斑，并有瘙癢感和燒灼感。重者局部有水腫、水皰及滲液。全身癥狀可有頭痛、眩暈、疲倦、關(guān)節(jié)酸痛、惡心、嘔吐、腹痛及腹瀉等，伴有發(fā)熱及白細(xì)胞增高。

由于瀝青是致癌物質(zhì)，歐美已經(jīng)限制其在涂料中的使用，船舶壓載水艙曾經(jīng)是環(huán)氧煤瀝青的主要應(yīng)用區(qū)域，但是現(xiàn)在已經(jīng)全面改用淺色改性環(huán)氧涂料。

2.6.3　醇酸樹脂涂料

醇酸樹脂是用油料，多元醇如甘油和季戊四醇等，多元酸如苯二甲酸酐等，制備而成的一種聚酯，但是它不同于單純用多元酸和多元醇制成的合成聚酯，合成聚酯中不含有脂肪酸。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是多元酸和多元醇的酯構(gòu)成醇酸樹脂的主鏈結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈為各種飽和或不飽和脂肪酸。使用單元醇和單元酸，只能制得小分子的酯，用作溶劑，而不能制得高聚物，如用丁醇和醋酸制得的醋酸丁酯。

醇酸樹脂漆的性能與脂肪酸含量（油度）有很大關(guān)系，油度=油用量/樹脂理論產(chǎn)量。按油度可以分成短油度、中油和和長油度三類，制成的涂料各有特性。

短油度醇酸樹脂主要和氨基樹脂一道用于工業(yè)烘干面漆，如自行車、金屬家具等。中油度醇酸樹脂主要用于烘烤或者氣干性的機(jī)械涂料和工業(yè)涂料，也用于汽車、貨車等的修補(bǔ)漆。長油度醇酸樹脂主要用于可以氣干的防腐蝕涂料和建筑色漆。

但油度是針對傳統(tǒng)的植物油改性醇酸樹脂而言的。針對現(xiàn)代醇酸樹脂中來自石油類產(chǎn)物的一元羧酸越來越多的實(shí)際情況，對于油度的新的提法是“醇酸樹脂大分子中側(cè)鏈的百分含量”。

醇酸樹脂涂料較油性漆的干燥性能好得多，因?yàn)樗亩嘣嫉谋蕉姿狨ド系暮芏嗖伙柡椭舅峄茉诳諝庵醒趸酆辖宦?lián)成膜。含非共軛雙鍵的油類如豆油、亞麻仁油的醇酸樹脂耐候性要比桐油和梓油這些含共軛雙鍵的油類要好得多。醇酸樹脂中殘留有羥基和羧基，這些極性基團(tuán)使用漆膜具有比油性漆更好的附著力。

氣干型醇酸樹脂涂料是防腐蝕涂料中最主要的產(chǎn)品類型，依靠氧化交聯(lián)反應(yīng)成膜，其過程較為復(fù)雜，可以分為誘導(dǎo)、氧化和交聯(lián)等幾個(gè)過程。其中的誘導(dǎo)期需要的時(shí)間最長。加入催干劑可以大大縮短誘導(dǎo)期，加速漆膜的干燥。常用催干劑為有機(jī)酸的金屬皂類，如環(huán)烷酸、異鋅酸的鉛、錳、鋅、鈷、鈣以及稀土金屬的皂。鈷皂和錳皂常用作表干型催干劑，鋅、鈣等為聚合型催干劑。稀土催干劑的應(yīng)用，可以替代復(fù)雜的鋅、鉛、錳、鈣搭配。稀土催干劑常常與鈷催干劑配合使用，以保證漆膜的表干性能。如果采用了鈰或加有鈰離子的混合型催干劑，則不必添加鈷干料。

與油性涂料相比，醇酸樹脂涂料的干性、保色性、耐候性、附著力等均有很大程度的提高。醇酸樹脂涂料可用于戶內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)的干燥環(huán)境。醇酸樹脂涂料耐酸堿性差，耐水性差，不能用于水下結(jié)構(gòu)。

醇酸樹脂的明顯缺點(diǎn)干燥緩慢、硬度低、耐水性差，戶外耐候性不良，日光照射易泛黃。鑒于醇酸樹脂分子中含有羥基、羧基、苯環(huán)、酯基以及雙鍵等活性基團(tuán)，可以將它進(jìn)行多方面的改性。經(jīng)過改良后的醇酸樹脂，將其他樹脂的特點(diǎn)與醇酸樹脂的柔韌性、顏料承載力強(qiáng)及工藝簡單等特點(diǎn)結(jié)合起來，改進(jìn)了性能，拓展了應(yīng)用領(lǐng)域。但是，同時(shí)也會(huì)帶來一些缺陷。

苯乙烯改性的醇酸樹脂涂料干燥快，耐化學(xué)品性能和耐水性提高，但耐溶劑性及耐候性下降，可以大大改善漆膜的光澤、顏色等，主要作底漆使用。

有機(jī)硅改性的醇酸樹脂涂料提高了耐候性、耐久性、保色保光性、耐熱性等，特別可以用作強(qiáng)烈陽光下的面漆。

醇酸樹脂含有不同程度的羥基，尤其是中油度和短油度醇酸樹脂，都能與多異氫酸酯反應(yīng)，提高其干燥性和硬度，以及耐水性和耐溶劑性，可以制成厚膜型涂料。

2.6.4　含氯防腐蝕涂料

含有大量氯原子的聚合物作為主要成膜物質(zhì)所制得的防腐蝕涂料，統(tǒng)稱為含氯防腐蝕涂料。大多數(shù)含氯防腐蝕涂料涂裝后依靠有機(jī)溶劑的揮發(fā)而形成涂膜，在固化過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，聚合物分子仍保持線型結(jié)構(gòu)；另一些含氯防腐涂料在成膜過程中聚合物分子可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)成膜。

根據(jù)不同的聚合物，可以把含氯防腐蝕涂料分成兩大類，見表2-9。

含氯防腐蝕涂料中含有較多的氯，因此具有諸多特性：阻燃自熄，防霉；耐水、鹽、酸、堿，防腐蝕性能良好；涂膜不耐高溫，受熱后易析出氯化氫氣體而降解，性能變壞，故使用溫度受到限制，一般不超過60℃；揮發(fā)型含氯涂料，干燥迅速，能在低溫下成膜，這種涂料不耐有機(jī)溶劑；交聯(lián)固化型含氯涂料，固化成膜隨具體的樹脂結(jié)構(gòu)，固化成膜的速率則隨具體的樹脂結(jié)構(gòu)、固化劑及施工條件而定。

2.6.4.1　氯化橡膠涂料

氯化橡膠是天然橡膠或合成的聚異戊二烯橡膠在氯仿或四氯化碳中于80～100℃氯化而成。氯化過程包括加成、取代和環(huán)化等復(fù)雜的反應(yīng)過程。最終產(chǎn)品為無規(guī)則環(huán)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，含氯量約為65%，相當(dāng)于每一重復(fù)單元上有3.5個(gè)氯原子。氯化橡膠漆膜致密而發(fā)脆，常加入氯化石蠟作為增塑劑。漆膜的水蒸氣和氧氣透過率極低，僅為醇酸樹脂的1/10，因此具有良好的耐水性和防銹性能。氯化橡膠在化學(xué)上呈惰性，因此具有優(yōu)良的耐酸性和耐堿性。可以用在混凝土等堿性底材上面。

厚漿型氯化橡膠涂料的出現(xiàn)，加上無氣噴涂技術(shù)的使用，噴涂一道漆的干膜厚度從40μm到上升到80μm。氯化橡膠涂料被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代重工業(yè)的防腐蝕涂料中，主要品種有氯化橡膠鐵紅防銹漆、氯化橡膠鋁粉防銹漆、氯化橡膠云鐵防銹漆和氯化橡膠面漆（氯化橡膠面漆近來已經(jīng)由丙烯酸面漆所替代），可以用于各種大氣環(huán)境下以及水下環(huán)境等，如化工廠、橋梁、工程機(jī)械、鐵塔、港口設(shè)施、船舶和集裝箱等。在防腐蝕涂料應(yīng)用量最大的船舶制造業(yè)和集裝箱制造業(yè)中，氯化橡膠涂料一度占據(jù)了主要地位，成為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)配套方案。在歐洲，曾經(jīng)有60%以上的氯化橡膠用于船舶涂料的生產(chǎn)。氯化橡膠涂料使用的優(yōu)缺點(diǎn)見表2-10。

由于氯化橡膠是將橡膠在CCl₄中通氯后再在水中析出，其成品往往殘留較多的四氯化碳，污染大氣，目前受到各國的環(huán)保限制。根據(jù)修訂后的《蒙特利爾議定書》規(guī)定，2000年起禁止生產(chǎn)和使用四氯化碳。發(fā)達(dá)國家已從1995年起開始關(guān)閉以四氯化碳生產(chǎn)氯化橡膠的裝置，以水相懸浮法、非四氯化碳溶劑法等新技術(shù)替代。

GB/T 25263—2010《氯化橡膠防腐涂料》規(guī)定的技術(shù)性能指標(biāo)見表2-11。

2.6.4.2　過氯乙烯（CPVC）

將氯乙烯溶解于氯苯中，再通氯，含氯量50%以上。經(jīng)過深度氯化，氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到73%。氯化后的過氯乙烯熱穩(wěn)定性和阻燃性都得到了提高。過氯乙烯漆耐化學(xué)性良好，耐大氣性能也很好。但它的結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，所以附著力差，須有配套的底漆，如環(huán)氧酯底漆。過氯乙烯漆與環(huán)氧樹脂配合使用，可以提高與鋼材的附著力及耐酸、抗沖擊性。過氯乙烯漆曾經(jīng)是機(jī)械產(chǎn)品上面的主要使用涂料品種。由于過氯乙烯漆固體分含量很低，漆膜薄，需涂6～10道才能滿足要求。為了保證其耐蝕性能，最后一道往往是過氯乙烯清漆。

2.6.4.3　氯磺化聚乙烯（SCPE）

氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物，是一種橡膠類聚合物，它與普通合成橡膠在結(jié)構(gòu)上有很大差異。聚磺化聚乙烯是氯氣和二氧化硫混合氣體對聚乙烯進(jìn)行氯化和磺化而制得的。具有耐臭氧、耐候性和抗老化性能。耐酸堿性優(yōu)良，物理機(jī)械性能良好，耐水耐油性好；抗寒耐濕熱，在-40℃時(shí)還能保持一定的屈撓性能，但是在-56℃時(shí)發(fā)脆；耐化學(xué)品性能優(yōu)于同類的氯丁橡膠。

氯磺化聚乙烯的固體分低，在30%以內(nèi)，單道成膜低，只有10～20μm，須多道施工才能達(dá)到規(guī)定膜厚。由于含大量的溶劑，不符合環(huán)保型涂料發(fā)展的方向。用環(huán)氧樹脂和聚氨酯樹脂對氯磺化聚乙烯進(jìn)行改性的涂料產(chǎn)品，在一定程度上改善了固體含量低、涂刷道數(shù)多的缺陷。

2.6.4.4　高氯化聚乙烯（HCPE）

氯化聚乙烯（CPE）和高氯化聚乙烯（HCPE）樹脂的開發(fā)始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)采用溶劑法進(jìn)行氯化，現(xiàn)在的水相懸浮深度氯化法已經(jīng)成熟，開發(fā)出了不同分子量、不同含氯量的系列產(chǎn)品。經(jīng)高度氯化而制得的HCPE樹脂，含氯量超過60%，與氯化橡膠有著相似的性能，具有優(yōu)異的耐水性、耐油性，耐候性良好，附著力強(qiáng)，單組分施工方便。可以在低溫下（-15℃）施工作業(yè)，能在-20～100℃的環(huán)境下使用。阻燃性和防霉性十分好。HCPE樹脂易溶于芳烴，涂料中最常用的二甲苯是其良溶劑。由于HCPE樹脂較脆，通常加入氯化石蠟或鄰苯二甲酸酯作為增塑劑。

HG/T 4338—2012《高氯化聚乙烯防腐涂料》規(guī)定了底漆和面漆兩類，其性能要求見表2-12。

2.6.4.5　氯醚

氯醚（氯乙烯-乙烯基異丁基醚）樹脂是75%氯乙烯和25%的乙烯基異丁基醚的共聚物，最早由德國的BASF公司開發(fā)。它采用水降法為連續(xù)相的微懸浮聚合方法，是一種環(huán)保型產(chǎn)品。

氯醚樹脂呈粉末狀顆粒。它不含可皂化的酯鍵，具有耐酸、堿、鹽的功能，與其他樹脂有著很好的混溶性；能溶于包括芳香烴溶劑在內(nèi)的大多數(shù)溶劑中；不含反應(yīng)性基團(tuán)，與大多數(shù)顏料的潤濕性能好。

共聚單體乙烯基異丁基醚的內(nèi)增塑作用強(qiáng)，因而在配制涂料時(shí)不必加入常用的增塑劑，這樣就避免了增塑劑在涂層使用過程中滲出的老化現(xiàn)象。氯醚涂料為單組分揮發(fā)性涂料，能用于鋼材、鋁、塑料、木材和混凝土表面。氯醚涂料耐化工氣老化，優(yōu)于氯化橡膠和氯磺化聚乙烯涂料。

低黏度氯醚樹脂與環(huán)氧樹脂可以制備高固體分涂料，由于涂層中含有熱塑性氯醚樹脂，涂層之間有一定的溶脹性，解決了環(huán)氧樹脂涂料施工間隔過長導(dǎo)致涂層剝落的問題，同時(shí)也提高了環(huán)氧涂層的干性，縮短了施工間隔。

中黏度的氯醚樹脂與醇酸樹脂有良好的混溶性，用以制備耐化學(xué)品腐蝕防腐涂料，氯醚樹脂不含反應(yīng)性雙鍵，因此不易被大氣氧化而降解，耐光穩(wěn)定性好，不易泛黃及粉化。

中黏度氯醚樹脂與環(huán)氧樹脂制備防銹底漆，由于含有共聚的氯乙烯醚鍵，可以保證在各種底材，包括輕金屬如鋁、鋅、鍍鋅鋼等表面的良好附著力。

高黏度氯醚樹脂可以制備耐化學(xué)介質(zhì)的防腐涂料，由于氯醚具有不含可皂化的酯鍵，所結(jié)合的氯原子十分穩(wěn)定，因此涂膜具有良好的耐水、耐化學(xué)品腐蝕性能。

HG/T 4568—2013《氯醚防腐涂料》規(guī)定的底漆、中間漆和面漆的性能要求見表2-13。

2.6.5　丙烯酸涂料

涂料用丙烯酸樹脂通常由丙烯酸酯或/和甲基丙烯酸酯，以及以苯乙烯為主的乙烯系單體共聚而成。丙烯酸樹脂的主鏈?zhǔn)翘?碳鍵，對光、熱、酸和堿十分穩(wěn)定，用它制成的漆膜具有優(yōu)異的戶外耐候性能，保光保色性好。它的側(cè)鏈可以是各種基團(tuán)，通過側(cè)鏈基團(tuán)的選擇，可以調(diào)節(jié)丙烯酸樹脂的物理機(jī)械性能、與其他樹脂的混溶性及可交聯(lián)性能等。它可以單獨(dú)作為主要成膜物質(zhì)制成各種各樣的涂料，以及可用來對醇酸樹脂、氯化橡膠、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂等進(jìn)行改性，構(gòu)成許多類型的改良型涂料。

丙烯酸樹脂涂料有兩類，熱塑性和熱固性。

熱塑性丙烯酸樹脂的大分子鏈節(jié)上不含可參與交聯(lián)反應(yīng)的活性基團(tuán)，易溶解熔融。用作面漆，具有優(yōu)異的保色保光性能，樹脂水白，透明度高，在紫外線照射下不易褪光及變色，戶外耐久性遠(yuǎn)較醇酸和乙烯類涂料要好。漆膜光亮豐滿，耐酸耐堿性和耐腐蝕性好。其缺點(diǎn)是對溫度敏感，遇熱易軟化發(fā)黏，打磨時(shí)會(huì)粘砂紙。近年來，隨著氯化橡膠的生產(chǎn)得到一定的限制，丙烯酸樹脂涂料因具備同氯化橡膠相類似的施工性能，如快干、無涂裝間隔，已逐步取代了氯化橡膠涂料，現(xiàn)在所使用的面漆已經(jīng)完全是熱塑性自干型丙烯酸面漆。

含官能基的丙烯酸樹脂分為兩類。自交聯(lián)型丙烯酸聚合物大分子中含有兩個(gè)以上的活性官能團(tuán)，在熱或者催化劑的作用下，相互間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。反應(yīng)型丙烯酸聚合物中的官能團(tuán)，要在其他具有兩個(gè)以上活性基團(tuán)交聯(lián)劑的存在下參與交聯(lián)反應(yīng)，一般含有氨基、羧基、羥基、環(huán)氧基、酰氨基以及異氰酸酯基等。

羥基丙烯酸樹脂，俗稱羥丙，是重防腐蝕涂料中應(yīng)用最為廣泛的樹脂。羥基含量對漆膜除了柔韌性有較為負(fù)面的影響外，其他如鉛筆硬度、附著力、沖擊性、耐磨性、耐水性等均有良好的趨勢。

苯乙烯單體在羥基丙烯酸樹脂中因?yàn)閮r(jià)格低廉而多被采用，但是對漆膜的耐候性能會(huì)有一定影響，不過同時(shí)它對提高漆膜的硬度、光澤，降低成品黏度有一定好處。

通常丙烯酸類樹脂的玻璃化溫度在0～20℃，羥基含量在2.5%～3.5%，分子量為10000～15000時(shí)，這類丙烯酸樹脂與異氰酸酯交聯(lián)后，可以獲得較為理想的綜合性能。以丙烯酸多元醇作為甲組分，縮二脲、HDI三聚體等多異氰酸酯為乙組分的丙烯酸聚氨酯涂料是一種高裝飾性、高耐候性的保護(hù)面漆，在沿海地區(qū)、工業(yè)地區(qū)廣泛應(yīng)用。

2.6.6　有機(jī)硅樹脂涂料

有機(jī)硅高聚物簡稱有機(jī)硅，以Si—O鍵為主鏈，因此有著很好的耐熱性。對于silicone一詞，也有翻譯成硅酮的。有機(jī)硅高聚物有硅樹脂、硅橡膠和硅油三種類型。用于涂料的有機(jī)硅高聚物主要是有機(jī)硅樹脂及有機(jī)硅改性樹脂。

有機(jī)硅樹脂一般以甲基氯硅烷單體或苯基氯硅烷單體經(jīng)過水解、濃縮、縮聚等步驟來制備。

有機(jī)硅樹脂涂料具有優(yōu)良的耐熱性、電絕緣性、耐高低溫、耐暈、耐潮濕和抗水性；對臭氧、紫外線和大氣的穩(wěn)定性良好，對一般化學(xué)藥品的抵抗力也很好。

有機(jī)硅樹脂有著優(yōu)良的突出的耐熱性，因此有機(jī)硅以及有機(jī)硅改性涂料在耐高溫涂料中有著重要的地位。

有機(jī)硅耐熱涂料可以在常溫下干燥，但是實(shí)際上這是一種“假干”，在使用中需要借助物件的高溫狀態(tài)進(jìn)行固化，通常在150～250℃下需要2h的高溫固化。

純硅樹脂在高溫下不易分解、變色或炭化，但是與普通的有機(jī)樹脂相比，純硅樹脂與金屬、塑料、橡膠等基材的黏結(jié)性差。有機(jī)硅改性的有機(jī)樹脂可以提高有機(jī)樹脂的耐熱性、耐候性、耐臭氧和耐紫外線的能力，而且還可以改善硅樹脂的黏結(jié)性。因此，用有機(jī)硅改性樹脂制備的涂料具有優(yōu)良的保光性和抗顏料粉化性。

有機(jī)硅樹脂改性的方法有兩種，物理方法和化學(xué)方法。

物理方法，即冷并法，以有機(jī)樹脂及與其混溶性好的有機(jī)硅樹脂冷并混合均勻而成，有機(jī)硅樹脂的用量為30%左右。方法簡單，但是效果不如化學(xué)方法改性的好。

化學(xué)方法是以有機(jī)樹脂的活性基團(tuán)，如羥基、不飽和烴基等，和適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)硅低聚物中的羥基、烷氧基（主要是甲氧基、乙氧基），不飽和烴基進(jìn)行縮聚或聚合反應(yīng)，制成有機(jī)硅改性樹脂。

有機(jī)硅改性醇酸樹脂涂料有機(jī)硅含量達(dá)20%～30%，漆膜的耐候性可以提高50%以上，保光性和保色性增加兩倍，抗粉化性能等比未改性的醇酸樹脂涂料有很大的提高。

有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂涂料，可以用胺類固化劑在常溫下固化；如果使用低分子聚酰胺樹脂固化，可以進(jìn)一步提高漆膜的附著力和柔韌性。

環(huán)氧改性有機(jī)硅，是將有機(jī)硅樹脂與低分子量的環(huán)氧樹脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)制得的，有機(jī)硅含量在50%～70%之間。加入云鐵、硅酸鹽類耐熱顏填料、膨潤土、硅烷偶聯(lián)劑等，可以制得環(huán)氧改性有機(jī)硅涂料，耐海水，耐300℃至室溫的冷熱循環(huán)，附著力和柔韌性優(yōu)良。

有機(jī)硅改性丙烯酸涂料比未改性的丙烯酸涂料有著更為優(yōu)良的耐候性、保光性和抗粉化性，廣泛用于彩鋼板（卷材）上面。

有機(jī)硅改性的含有活性羥基聚酯和聚氨酯預(yù)聚物合用的雙組分聚氨酯涂料，能在常溫下固化，提高其耐熱性和耐候性。

2.6.7　環(huán)氧樹脂涂料

環(huán)氧樹脂最早在1938年由瑞士人Pierre Castan合成，1939年美國人Sylvan O.Greenlee也合成了環(huán)氧樹脂。中國于1956年開始研制環(huán)氧樹脂，并于1958年試產(chǎn)成功。到如今，環(huán)氧樹脂產(chǎn)量不斷發(fā)展，質(zhì)量不斷提高，新品種不斷出現(xiàn)。用于涂料工業(yè)的環(huán)氧樹脂占其總量的一半之多。

含有環(huán)氧基的化合物，統(tǒng)稱為環(huán)氧化合物。環(huán)氧樹脂是在環(huán)氧化合物的分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基的一類高聚物的總稱。

用于防腐蝕涂料的環(huán)氧樹脂主要有雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂。

雙酚A環(huán)氧樹脂由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷在氫氧化鈉的催化下聚合而成，是應(yīng)用最廣泛的環(huán)氧樹脂，也是許多特種樹脂的生產(chǎn)原料。

雙酚F與環(huán)氧氯丙烷聚合可以制得雙酚F型環(huán)氧樹脂。雙酚F環(huán)氧樹脂的黏度比雙酚A環(huán)氧樹脂的低。

酚醛與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成的酚醛環(huán)氧樹脂比雙酚A環(huán)氧樹脂含有更多的環(huán)氧基，固化后樹脂的結(jié)構(gòu)較為緊密，因此酚醛環(huán)氧樹脂涂料比雙酚A環(huán)氧樹脂涂料有更好的耐化學(xué)介質(zhì)性能。

環(huán)氧樹脂涂料要使用固化劑才能固化成膜，環(huán)氧樹脂中可反應(yīng)官能團(tuán)主要是環(huán)氧基和羥基。

環(huán)氧樹脂的固化劑大約有300多種，常用的也有40多種，防腐蝕環(huán)氧樹脂涂料中最常用固化劑類別有聚酰胺、胺和胺加成物、異氰酯固化劑。

聚酰胺固化劑對各種基材的附著力良好，有著很大的抗剝離強(qiáng)度，涂膜韌性好。傳統(tǒng)的聚酰胺固化劑與環(huán)氧樹脂的混溶性較差，配制的涂料常需要一定的誘導(dǎo)期才能進(jìn)行施工。改性聚酰胺固化劑改善了與環(huán)氧組分的混溶性，不需要誘導(dǎo)期，并且黏度低，可以用于高固體分環(huán)氧涂料。

胺類固化劑中，脂肪族胺固化劑易于和環(huán)氧樹脂混合，操作方便，可以在室溫下固化。但是，這類固化劑的毒性較大，比如乙二胺的動(dòng)物急性中毒半數(shù)致死量LD₅₀為620mg/kg，蒸氣壓高達(dá)146.5Pa，施工人員極易因吸入乙二胺而引起皮膚過敏、頭昏胸悶等神經(jīng)系統(tǒng)疾病和肝病，嚴(yán)重者甚至?xí)鸺毙灾卸净蛩劳觥７枷惆返拈g苯二甲胺具有部分脂肪族結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為液態(tài)，其他在室溫下均為固態(tài)，與樹脂混合不便。除間苯二甲胺外，固化速率均較慢，主要用于加熱固化工藝。脂環(huán)族胺在室溫下為液態(tài)而且黏度較低，適用于高固體和無溶劑涂料，固化物色澤淺，涂膜光澤好。與聚酰胺固化劑比，脂環(huán)族胺固化劑耐化學(xué)性好，不會(huì)泛白，無須誘導(dǎo)期，加入促進(jìn)劑后可以在室溫下固化。

聚胺加成物由相對低分子量的環(huán)氧樹脂與過量的典型聚胺，如二亞乙基三胺，進(jìn)行反應(yīng)而制得。它降低了揮發(fā)性以及低分子量胺的安全危害。胺加成物固化劑自由單體很少，胺發(fā)白或胺向表面遷移的傾向性很小。聚胺加成物固化劑可以用脂肪族或芳香胺固化劑制成（脂肪族固化劑是開放鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，芳香胺固化劑含有苯環(huán)）。脂肪族胺加成物固化的涂料要求有著10～15℃的固化溫度，芳香胺加成物固化劑可以在0～5℃時(shí)固化。

腰果酚（phenalkamine）固化劑，以腰果油為主要原料，是帶有脂肪族側(cè)鏈的芳香族化合物。以帶有不飽和雙鍵的碳15直鏈取代酚為基礎(chǔ)，通過反應(yīng)引入的多元氨基與相鄰的弱酸性酚羥基是環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的催化劑，從而使這種體系在低溫下也能快速固化，同時(shí)極性的羥基增加固化劑的極性，從而增強(qiáng)對底材的潤濕性和附著力。與脂肪族的聚酰胺相比，苯環(huán)結(jié)構(gòu)與雙酚A環(huán)氧樹脂有著更好的相容性，從而進(jìn)一步降低體系的黏度和涂層的整體強(qiáng)度。這種固化劑固化的涂料有著很好的表面潤濕性和滲透性，可以用于低表面處理級別的鋼材表面，還能用于帶濕表面，因此可以用在重防腐維修涂料方面。通常它們可以在低溫到0℃的情況下進(jìn)行固化。該類固化劑固化的涂料有著很好的耐溶劑性能、柔韌性和附著力。

多異氰酸酯固化劑可以與環(huán)氧樹脂上的羥基起反應(yīng)，由于其活性高，易在低溫下進(jìn)行反應(yīng)，特別適用于0℃以下的固化。因此，它可以用于低溫固化環(huán)氧煤瀝青涂料。

環(huán)氧樹脂涂料的主要特性如下：

①優(yōu)異的附著力。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)中有著強(qiáng)極性的醚鍵和羥基，使環(huán)氧樹脂與基材表面，特別是金屬表面間產(chǎn)生很強(qiáng)的黏結(jié)力，與其他材料，比如混凝土、木材等表面也有優(yōu)良的附著力。

②良好的耐化學(xué)品性能。環(huán)氧樹脂在固化后，涂膜分子量中含有雙酚A鏈段（兩個(gè)苯環(huán)和一個(gè)亞丙基，共15個(gè)碳原子的羥基），分子結(jié)構(gòu)較為緊密，因此對化學(xué)介質(zhì)有著較好的穩(wěn)定性，特別是耐堿和耐鹽水性能好。

③粉化性雙酚A環(huán)氧樹脂中含有芳香醚鍵，因此在陽光下受紫外線的照射容易降解斷鏈，涂膜就容易失光和粉化。環(huán)氧涂料的粉化只是影響它的外觀，對整體的防腐蝕性能并不會(huì)產(chǎn)生很大的影響。而且，有些涂料在老化后體現(xiàn)出來的是龜裂，相對于這種現(xiàn)象來說，粉化當(dāng)然是輕微的缺陷。

④溫度依賴性。環(huán)氧樹脂的固化有著溫度的依賴性，通常低于5℃就會(huì)停止固化，因此一般環(huán)氧涂料建議在10℃以上施工，能獲得較好的施工和固化溫度。在25℃時(shí)，環(huán)氧樹脂的固化為7天。

⑤最大重涂間隔的限制。環(huán)氧樹脂在完全固化后，漆膜堅(jiān)硬光滑，后道漆的附著力會(huì)受到影響，因此建議必須在規(guī)定的涂裝間隔內(nèi)進(jìn)行下道漆的施工。為了改善這一問題，可以使用含有云母氧化鐵的環(huán)氧涂料，表面比較粗糙，從而有利于后道漆的附著。有些涂料商可以提供沒有最大重涂間隔的環(huán)氧涂料產(chǎn)品，但是同時(shí)它的耐化學(xué)品性能也會(huì)下降。

雙酚A環(huán)氧樹脂與脂肪酸反應(yīng)，生成環(huán)氧酯樹脂，可以制成單包裝涂料。選用干性油脂脂肪酸如亞麻油酸、桐油酸等可以制成常溫下干燥的產(chǎn)品。不干性油脂肪酸，如椰子油等能制造烘干型產(chǎn)品。

環(huán)氧酯因含脂肪酸的量不同，可以分為短油度、中油度和長油度。環(huán)氧酯的油度越長，溶解性越好。長油度環(huán)氧酯可以用200^#溶劑汽油等脂肪烴溶劑溶解，中油度環(huán)氧酯可以用二甲苯等芳烴溶劑溶解，短油度的環(huán)氧酯要用類似于環(huán)氧樹脂的溶劑二甲苯與正丁醇的混合溶劑來溶解。

中長油度的干性脂肪酸環(huán)氧酯涂料為常溫干燥型，其保色性和耐候性接近于長油度醇酸樹脂涂料，而耐化學(xué)品性能與桐油酚醛涂料相近。烘干型環(huán)氧酯涂料為短油度環(huán)氧酯，可作為氨基醇酸涂料相配套底漆或中間漆。

環(huán)氧酯涂料與鋼、鋁金屬底材的附著力很好，涂膜堅(jiān)韌、耐沖擊性好。常用的防銹涂料有環(huán)氧酯鐵紅底漆和環(huán)氧酯鋅黃底漆。環(huán)氧酯涂料有酯基，所以耐堿性不好，但強(qiáng)于醇酸樹脂涂料的耐堿性。

HG/T 4340—2012《環(huán)氧云鐵中間漆》規(guī)定了用于防腐涂層中的含云母氧化鐵的中間涂層的技術(shù)要求，見表2-14。

HG/T 4564—2013《低表面處理容忍性環(huán)氧涂料》，用于非理想狀態(tài)表面（包括不能徹底除銹、高壓水噴射、噴濕砂或附著良好的舊漆膜等表面）時(shí)，尚能保持較好的性能，性能要求見表2-15。

HG/T 2239—2012環(huán)氧酯底漆，規(guī)定了用于金屬底材打底防銹的環(huán)氧酯底漆的技術(shù)要求，見表2-16。

2.6.8　聚氨酯涂料

聚氨酯樹脂是由多異氰酸酯與多元醇聚合成，在分子結(jié)構(gòu)中含氨基甲酸酯重鏈的高分子化合物，故稱為聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯。它是在20世紀(jì)30年代初期由德國的拜耳（Otto Bayer）等人首先發(fā)明的，到了50年代，聚氨酯樹脂開始在涂料工業(yè)中得到應(yīng)用。

聚氨酯分子中存在的—NCO有著很高的反應(yīng)活性，因此，聚氨酯漆既可以高溫固化，又可以在低溫下施工，如聚氨酯涂料在0℃以下時(shí)也能正常固化，而環(huán)氧樹脂則在10℃以下時(shí)難以固化。

聚氨酯涂料可以分為單組分和雙組分兩大類。

單組分聚氨酯涂料包括氨酯油、氨酯醇酸樹脂、濕固化聚氨酯、封閉型聚氨酯、聚氨酯分散體系等。

氨酯油和氨酯醇酸樹脂比通常的醇酸樹脂涂料有更好的耐堿性和耐水性，并且具有很好的耐磨性。

濕固化聚氨酯涂料含有—NCO端基，在環(huán)境濕度下與空氣中的水分反應(yīng)生成脲鍵固化成膜。它既有聚氨酯涂料的優(yōu)良性能，特別是耐磨性非常好，又有單罐裝涂料施工方便的特點(diǎn)。濕固化聚氨酯涂料的干燥速率受溫度的影響較大，溫度太低干得慢。成膜時(shí)生成脲鍵，會(huì)產(chǎn)生很多CO₂，R—NCO+H₂R—NH₂+CO₂，所以漆膜不宜涂得太厚。

HG/T 2240—2012《潮（濕）氣固化聚氨酯涂料（單組分）》，用于金屬涂料產(chǎn)品的性能要求見表2-17。

封閉型聚氨酯涂料的成膜物質(zhì)由多異氰酸酯及多羥基樹脂兩部分組成，其中異氰酸酯被苯酚或其他單官能的含活潑氫原子的物質(zhì)所封閉，因此兩部分可以合裝而不反應(yīng)，儲存穩(wěn)定性好。施工時(shí)需要高溫烘烤，封閉劑在烘烤后揮發(fā)。

分散型聚氨酯涂料主要是在分子鏈上引入極性基團(tuán)或親水基團(tuán)，以形成穩(wěn)定的高分子量樹脂水分散體系。

雙組分聚氨酯涂料，帶—NCO基異氰酸酯組分和帶—OH的羥基組分，按比例混合反應(yīng)而生成聚氨酯涂料。為了促進(jìn)涂膜快干，常在羥基組分中加入少量催化劑。

以芳香族異氰酸酯TDI為原料的聚氨酯涂料價(jià)格較低，綜合性能好，但是涂膜受太陽光照射后泛黃嚴(yán)重，易失光，耐候性較差，所以經(jīng)常用于底漆、中間漆，或者應(yīng)用于室內(nèi)使用的深色漆。泛黃主要是因?yàn)榘滨ユI受紫外線照射后分解生成胺，胺再氧化，所以涂膜會(huì)泛黃。

脂肪族異氰酸酯，如以六亞甲基二異氰酸酯（HDI）為原料的聚氨酯涂料有突出的耐候性和保色保光性，具有很好的裝飾性，用于制備要求有很好戶外耐候性和裝飾性好的面漆。它們不泛黃的主要原因是氨酯鍵生成的脂肪胺不易被氧化，也沒有苯環(huán)的共軛作用。

在—NCO/—OH型雙組分聚氨酯涂料中，常用的多羥基樹脂有聚酯、丙烯酸樹脂、聚醚、環(huán)氧樹脂、蓖麻油及其加工產(chǎn)品等。

聚酯聚氨酯涂料漆膜交聯(lián)密度高，漆膜堅(jiān)硬光亮，耐化學(xué)品、耐溶劑性能好，耐候性好、耐熱性好。

聚醚聚氨酯涂料耐堿性、耐寒性、柔韌性優(yōu)良，可以用于防腐蝕涂料和混凝土表面涂料。由于醚鍵的存在，在紫外線的照射下，漆膜易分解倒光粉化，所以只適宜用于戶內(nèi)。

含羥基丙烯酸酯與脂肪族多異氰酸酯如HDI三聚體反應(yīng)而成的丙烯酸聚氨酯漆，漆膜具有很好的硬度又有極好的柔韌性、耐化學(xué)腐蝕、突出的耐候性、光亮豐滿、干燥性好、表干快而不沾灰等特性，是目前在重防腐涂裝體系中的首選面漆。

2.6.9　氟樹脂涂料

溶劑型可以常溫施工的氟樹脂面漆，以FEVE聚合物為樹脂，耐候性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了丙烯酸聚氨酯面漆。主要應(yīng)用于強(qiáng)腐蝕性環(huán)境、高裝飾性要求的鋼結(jié)構(gòu)表面，或者不易進(jìn)行維修的重要鋼結(jié)構(gòu)表面。采用氟樹脂面漆進(jìn)行防護(hù)的重點(diǎn)工程有杭州灣跨海大橋、港珠澳大橋、國家體育館“鳥巢”等。

FEVE樹脂由三氟（四氟）乙烯單體和乙烯基乙醚（酯）單體交替連接構(gòu)成，氟乙烯單體把乙烯基醚單體從兩側(cè)包圍起來，形成了屏蔽式的交替共聚物。FEVE樹脂分子結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。

氟原子具有最高的電負(fù)性（4.0），有除了氫原子外的最小原子半徑（0.135nm），氟原子取代了氫原子，它和碳原子形成的C—F鍵極短，鍵能高達(dá)451～485kJ/mol，高于Si—O鍵鍵能422kJ/mol，C—H鍵鍵能410kJ/mol，C—C鍵鍵能368kJ/mol，因此分子結(jié)構(gòu)極為穩(wěn)定。高鍵能是氟樹脂用作高耐候性涂料的基礎(chǔ)。由于C—F原子是由比紫外線能量大的鍵合強(qiáng)度連接的，陽光中的紫外線波長為220～400nm，200nm的光子能量為544kJ/mol，只有小于220nm的光子才能使氟聚物C—F鍵破壞，因此紫外線對氟聚合物沒有任何影響，這顯示了氟聚合物的高耐候性。

氟聚合物具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，電負(fù)性最高，原子半徑小，C—F鍵鍵能大，碳鏈上的氟原子排斥力大，碳鏈呈螺旋狀結(jié)構(gòu)且被氟原子所包圍，這種屏蔽作用決定了氟聚合物極高的化學(xué)穩(wěn)定性。

在重防腐涂料中主要的氟樹脂涂料是由含氟烯烴FEVE縮二脲多異氰酸酯或HDI三聚體制備的含氟聚氨酯涂料。FEVE樹脂分子結(jié)構(gòu)中含氟量是影響樹脂性能也即影響涂層性能的一個(gè)最為重要的因素。不同的規(guī)范對含氟量有不同的要求，HG/T 3792—2014《交聯(lián)型氟樹脂涂料》規(guī)定為大于等于18%。JT/T 722—2008交通部公路橋梁防腐蝕規(guī)范要求為22%～24%。

高鍵能的C—F鍵為含氟聚氨酯涂料提供化學(xué)惰性涂膜，并有很好的抗紫外線光解性，耐候性超過了丙烯酸聚氨酯涂料。經(jīng)過充分的固化，含氟聚氨酯涂料具有優(yōu)異的耐化學(xué)品及耐溶劑性能。致密的分子結(jié)構(gòu)決定了它的涂膜堅(jiān)硬、表面能低、手感光滑，耐沾污性好，與聚氨酯涂料相比，表面附著物更易于用水沖洗或用稀釋劑擦洗干凈。

HG/T 3792—2014《交聯(lián)型氟碳樹脂涂料》，適用于以含反應(yīng)官能團(tuán)的氟樹脂為主要成膜物，以脂肪族多異氰酸酯為固化劑的雙組分常溫固化型建筑外墻（Ⅰ型）、混凝土表面（Ⅱ型）和金屬表面用面漆（Ⅲ型），也適用于以含有反應(yīng)性能官能團(tuán)的氟樹脂為主要成膜物，以氨基樹脂或封閉型脂肪族多異氰酸酯樹脂為交聯(lián)劑的單組分烘烤固化型金屬表面用面漆。混凝土設(shè)施和鋼結(jié)構(gòu)等金屬表面用氟樹脂技術(shù)要求見表2-18。

2.6.10　聚硅氧烷涂料

聚硅氧烷是一類以重復(fù)的Si—O鍵為主鏈結(jié)構(gòu)，Si原子上連接有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)/無機(jī)雜化聚合物。具有突出的耐紫外線、耐高低溫、抗氧化和耐腐蝕特性。主鏈上重復(fù)Si—O結(jié)構(gòu)，Si—O—Si的鍵能為446kJ/mol，C—C鍵能為358kJ/mol。具有更加優(yōu)異的耐候性和耐熱性。Si—OR具有約50%的離子特性，易水解（酸堿條件下更容易發(fā)生）。在微量的水分存在下容易發(fā)生水解并縮合交聯(lián)，形成致密的涂層。每個(gè)Si原子與2～4個(gè)氧原子相連，與C—C鍵相比，更不易被氧化降解。

與脂肪族聚氨酯涂料和氟碳涂料相比，聚硅氧烷涂料具有更加優(yōu)異的保光保色性能，并且更加安全、健康和環(huán)保，是新一代重防腐涂料。

聚硅氧烷中間體具有高固體份低黏度的特點(diǎn)，配制的涂料也具有高固低黏的特點(diǎn)，VOC含量極低。符合當(dāng)前所有的排放法規(guī)。固化方式為濕固化，溫度和相對濕度影響固化速率。活性官能團(tuán)含量極高，可形成致密的聚合結(jié)構(gòu)。不使用異氰酸酯固化劑，無毒環(huán)保。

充分交聯(lián)的聚硅氧烷太脆，力學(xué)性能較差，可采用有機(jī)樹脂改性以增加其柔韌性、耐沖擊性等力學(xué)性能。可通過調(diào)整有機(jī)樹脂的種類及用量平衡涂層的綜合性能，主要有環(huán)氧改性和丙烯酸改性兩大類。

環(huán)氧和聚硅氧烷互相結(jié)合而產(chǎn)生了新型環(huán)氧聚硅氧烷復(fù)合聚合物，其獨(dú)特的物理性質(zhì)使其可用于防腐蝕涂料工業(yè)中的耐久性樹脂，從而產(chǎn)生了新型的有機(jī)聚合物改性的聚硅氧烷涂料，即環(huán)氧聚硅氧烷涂料。它于1994年在美國正式推向市場，投入實(shí)際應(yīng)用。不同類型的環(huán)氧樹脂以及硅氧烷反應(yīng)基團(tuán)提供了特定的涂料性能，包括耐腐蝕性能，光澤和顏色的保持性，耐久性，良好的成膜性能以及溶劑揮發(fā)控制等。所以除了應(yīng)用于重防腐體系中的面漆外，新型的環(huán)氧酚醛聚硅氧烷涂料也用于儲罐內(nèi)壁涂料和混凝土地坪涂料等。

丙烯酸聚硅氧烷涂料主要用作重防腐涂料體系中的面漆涂層，現(xiàn)在已經(jīng)成熟應(yīng)用于海洋平臺、船舶、橋梁、儲罐等重防腐領(lǐng)域。丙烯酸聚硅氧烷涂料目前在市場上有單組分和雙組分包裝兩種。單組分的丙烯酸聚硅氧烷涂料的體積固體分只有55%，單道施工干膜厚度為50～75μm。它的固化機(jī)理是依靠空氣中的水汽進(jìn)行反應(yīng)固化。

有機(jī)聚合物改性的聚硅氧烷涂料是重防腐蝕涂料技術(shù)的新突破。這種新型的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合聚合物涂料作為空氣溫度下進(jìn)行干燥固化的工業(yè)防腐涂料，它所具備的優(yōu)異性能，不是環(huán)氧涂料和聚氨酯涂料所能達(dá)到和比擬的。在環(huán)保方面，聚硅氧烷涂料體積固體分在70%以上，最高達(dá)90%，VOC含量極低，符合現(xiàn)行的以及正在制訂和修訂中的所有VOC法規(guī)規(guī)范。以丙烯酸聚硅氧烷涂料為代表的產(chǎn)品，提供了優(yōu)異的光澤顏色保持性和優(yōu)良的耐腐蝕性能。它改變了傳統(tǒng)的防腐蝕涂料系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和施工程序，帶來了實(shí)際施工費(fèi)用的大幅度降低。在長期的使用過程中，它能更好地體現(xiàn)出優(yōu)異性能，減少大量的維修保養(yǎng)費(fèi)用。表2-19為HG/T 4755—2014《聚硅氧烷涂料》的性能要求。

HG/T 4755—2014《聚硅氧烷涂料》，適用于以含反應(yīng)性官能團(tuán)的聚硅氧烷樹脂為主要成膜物，非多異氰酸酯固化的常溫固化型鋼結(jié)構(gòu)表面用高耐久性面漆。

該標(biāo)準(zhǔn)中首次明確了重金屬含量的要求，鉛、鎘和汞的測試按GB 24408—2009附錄D的規(guī)定執(zhí)行，六價(jià)鉻的測試按附錄E的規(guī)定執(zhí)行。

標(biāo)準(zhǔn)中附錄A介紹關(guān)于硅氧鍵含量的測定方法，先用離心機(jī)分離出清液部分，溶劑揮發(fā)后，粉碎成粉末，經(jīng)梯度灰化除去有機(jī)物，灰分即為二氧化硅，由灰分質(zhì)量計(jì)算出硅氧鍵含量。

ISO 12944-5：2009將聚硅氧烷涂料列入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，推薦用于C5-I 和C5-M的腐蝕環(huán)境。在我國，采用聚硅氧烷防護(hù)涂料的著名工程有北京T3航站樓、國家游泳館水立方、重慶朝天門大橋（圖2-7）、廣州白云國際機(jī)場、廣州新電視塔等。

2.6.11　聚脲彈性體涂料

聚脲彈性體（polyurea）是異氰酸酯（isocyanate）與胺（amine）相反應(yīng)而合成的。聚氨酯（polyurethane）由異氰酸酯與羥基（hydroxyl）合成而成。

聚氨酯反應(yīng)

R—NCO+R¹—OHRNHCOOR¹

聚脲反應(yīng)

R—NCO+R¹—NH₂RNHCONHR¹

聚脲彈性體中，液態(tài)胺擴(kuò)鏈劑中最常用的是二乙基甲苯二胺（diethylmethyl benzene diamine），這是一種芳香族伯胺，化學(xué)活性高，與異氰酸酯的反應(yīng)速率極快；如果采用的胺擴(kuò)鏈劑為化學(xué)活性較低的仲胺或位阻型伯胺，能降低反應(yīng)速率，延長凝膠時(shí)間。

聚脲彈性體是保護(hù)鋼鐵構(gòu)件和混凝土防濕、耐磨及防腐蝕的理想材料，性能如下：

①固化速度快：在垂直面不會(huì)產(chǎn)生流掛，交聯(lián)速度在2～6s，6～9s可以達(dá)到不粘手的程度，30～60s就可以行走，30min即可以投入使用。

②對溫度和濕度不敏感：高濕度和低溫對聚脲彈性體的涂層性能的影響相當(dāng)小。

③100%的固體分含量：雙組分涂料，單道涂層系統(tǒng)，噴涂一次就可以達(dá)到相當(dāng)厚的涂層（2000μm以上），不含溶劑，零VOC。

④突出的物理性能：拉力強(qiáng)度14～21MPa，拉伸240%～520%之間。

⑤優(yōu)異的耐化學(xué)品性，可以耐多種化學(xué)介質(zhì)的浸泡。

⑥耐熱性能：熱穩(wěn)定性達(dá)177℃（350℉）。

⑦與顏料的相容性好：可以進(jìn)行顏色的調(diào)節(jié)。

⑧配方可調(diào)整性：從軟到硬的各種聚合體涂層。

⑨可以增強(qiáng)：在噴涂過程中可以加入玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)。

聚脲彈性體與一般的涂料在施工方式上有著很大的不同，由于它的固化速度極快，因此要求使用專用施工設(shè)備，包括物料輸送系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)和清洗系統(tǒng)。

聚脲彈性體產(chǎn)品防水耐磨材料、防滑鋪地材料、阻燃裝飾材料、道具保護(hù)材料、耐磨襯里材料等系列產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于船舶甲板、直升機(jī)平臺、石油化工、水庫、污水處理、高速鐵路等行業(yè)。

HG/T 3831—2006噴涂聚脲防護(hù)材料的標(biāo)準(zhǔn)適用于以端異氰酸酯基半預(yù)聚體、端氨基聚醚和胺擴(kuò)鏈劑為基料，經(jīng)高溫高壓撞擊式混合設(shè)備噴涂而成的聚脲防護(hù)材料。按材料的軟硬度分為彈性材料和剛性材料兩大類，其中彈性材料又分為通用型和防水型。其性能要求見表2-20。