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海上風電塔架防腐蝕涂料研究現狀

2017-02-15 11:33:05 作者：時士峰,徐群杰,云虹,潘紅濤來源：腐蝕與防護分享至：

風力發電的大力發展，帶動了風力發電裝備用防腐蝕涂料的發展。目前風力發電防腐蝕涂料市場中，丹麥的赫普（HEMPEL）塔架涂料市場占有率最高，另外還有挪威的佐敦（JOTUN）、荷蘭的阿克蘇諾貝爾（AKZO-NOBEL）以及美國的PPG等。國內做風電防腐蝕涂料的企業主要有中遠關西、金魚、普蘭納等。

涂料的類型主要是富鋅涂料和聚氨酯涂料，它們具有較高的品質和耐久性，但海上風電苛刻的腐蝕環境，要求不斷提高其綜合性能以更好的滿足海上風電防腐蝕的需要。

1.1 富鋅涂料

ISO12944中指出C4和C5環境中鋼結構防腐蝕推薦使用富鋅底漆，因此富鋅底漆在風力發電中具有廣泛應用。富鋅涂料分為無機富鋅涂料和有機富鋅涂料，有機富鋅涂料最常用的是環氧富鋅涂料。

20世紀末，隨著環境保護越來越受到各國的重視，各種水性富鋅底漆不斷涌現。徐亮等在常見的水性無機硅酸鹽富鋅涂料中添加適量的硅丙乳液及碳納米管，制成了性能良好的無機-有機復合水性富鋅涂料。胡濤等利用氣相二氧化硅表面活性高、分散性能良好的特點將其加入到環氧富鋅涂料中，研究表明其能有效防止涂層中顆粒的團聚，使涂層表面更均勻、平整，同時還能有效提高涂層的附著力，大大增強了環氧富鋅涂料的防腐蝕性能。傅曉平等制備了環氧富鋅聚苯胺雜化金屬重防腐蝕水性涂料，對比檢測證明其具有優異的防腐蝕性能。

1.2 聚氨酯涂料

聚氨酯涂料中的丙烯酸聚氨酯面漆是20世紀90年代發展起來的一類新型涂料，以裝飾性和防腐蝕性兼備的優點被廣泛用于海上風電塔筒的防腐蝕面漆。海洋大氣中Cl-含量很高，而在含有Cl-的潮濕環境中丙烯酸聚氨酯涂層會加快失效，另外長期的紫外線照射會使重防腐蝕涂料老化、變質以致失去防腐蝕能力。

海上風電用面漆需具備耐候性高、耐海水性好和防海洋微生物附著等特性。國內外學者為提高丙烯酸聚氨酯涂料的綜合性能進行了大量研究。

Krishnan成功合成了具有互穿網絡結構的室溫固化型環氧-丙烯酸-聚氨酯高性能防銹涂料，具有優異的耐腐蝕性、耐候性和保光保色性，兼具底漆和面漆雙重功效。S.S.Pathak等用有機硅MTMS和GPTMS改性水性聚氨酯涂料，增強了水性聚氨酯涂料的彈性和機械應力，使其適用于海洋領域。

陳俊等制備了室溫固化水性雙組分氟丙烯酸-聚氨酯清漆，其具有優異的耐水和耐老化等性能，可以廣泛使用在鋼結構等對涂料要求苛刻的場合。

納米防腐蝕涂料具有性能優異、制造方便、價格相對低廉等一些其他材料所無法比擬的優點，在選擇防腐蝕措施時成為優先考慮的對象。高麗君等制得丙烯酸酯類聚氨酯/蛭石納米復合材料，綜合性能較純丙烯酸酯類聚氨酯顯著提高。周樹學等通過共混法制得了KH570改性納米SiO2丙烯酸聚氨酯涂料，綜合性能顯著提高。毛晨峰等制得了金紅石型納米TiO2改性丙烯酸聚氨酯涂料，該復合材料能有效地屏蔽紫外線，提高材料的抗老化和防腐蝕性能。Saha等將球狀的納米TiO2用來改性聚氨酯泡沫，大大提高了聚合物的力學性能和防腐蝕性能。

1.3 其它涂料

天冬氨酸酯涂料、高性能氟碳涂料、聚硅氧烷涂料的出現為海上風電設備的防腐蝕提供了新的涂裝方案，通過合理設計可以滿足海上風電防腐蝕的要求，但是存在價格高、施工要求高等缺點，還有待進一步改善。

結束語

海上風電防腐蝕涂層是以多道涂層組成的一個完整的防護體系來發揮防腐蝕功能的，而目前對涂料的改性研究大都只是針對某一種涂料在基材上的性能進行改性，對海上風電的腐蝕與防護進行系統研究的還很少。對于我國來說，海上風電腐蝕防護基礎薄，方案少，運行中的風電防腐蝕涂料幾乎全部為進口或國外品牌，導致風電投入大、成本高。另外由于涂裝環境的限制和沿用傳統涂裝工藝等原因，涂料浪費大，污染嚴重，與風能環保屬性不符。

緩蝕劑因具有工藝簡便、成本低廉、適用性強等特點而被廣泛用于金屬腐蝕防護，將緩蝕劑加入涂料中可以提高涂料的防腐蝕性能，納米材料因其特有的光學效應，能有效地抵御紫外線照射對有機高分子涂層的降解作用，從而有效改善涂層的防腐蝕性能。應用緩蝕劑和納米材料的優點對現有防腐蝕涂料進行改性優化，可以全面提高涂料的綜合性能，有望對海上風電提供更好的腐蝕防護。

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責任編輯：汪玉玲

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