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认识功能涂料 朗晖云防腐技术总监 中国腐蚀与防护学会会员 张作华 防腐蚀联盟管委会委员 功能涂料，也叫专用涂料，或者叫特种涂料。这种区别于普通涂料的差异就是“唯一性”和“独特性”，而不是“普遍性”和“通用性”，它们各自具有分解有毒有害物质，防水，防火，防污，导电，耐高温，耐深冷，示温热敏，防霉抗菌，耐污自洁，防海洋微生物，标志颜色，止滑耐磨，自润滑，抗滑移，阻尼，磁性，绝缘，低表面处理，带锈转化，防辐射，隐形，抗污闪，抗冻防结冰，防结露，阻燃不发火，发光，防爆，卫生饮用水等等功能。据不完全统计，功能涂料正式投入使用的有上百种之多，而且不断涌现新型功能型涂料。随着科技的发展和涂料研发的深入，功能型涂料成为涂料行业独立的体系，并且逐渐完善成熟，为特种涂装或者个性定制提供了多种选择的途径。功能涂料具有量少，品种多，价格高的特点，除了具备普通涂料的一般装饰性和保护性外，还兼备特种功能应用性。这种独特的功能应用体现了涂料高端技术的先进程度，是涂料科学的前沿，并且有着广阔的市场前景和极为重要的战略性意义。因此，国内诸多涂料企业投入巨资，不断研发各种功能型涂料，推动了我国涂料向“高精专”方向快速发展的进程。功能涂料纷繁复杂，体系品种和新材料层出不穷，我们防腐蚀涂装界对功能涂料的认识也只是处于初级阶段，对此，我们遴选了几种具有代表性的功能涂料来“初识庐山真面目”，让更多的新型功能涂料在防腐蚀涂装中发挥其独特的应用价值。一．耐热涂料耐热涂料也叫耐高温涂料，一般把能够长期经受200℃以上温度，涂膜不变色，，不破坏，仍能保持适当的物理和机械性能，起到保护作用的涂料称为耐热涂料，广泛用于冶金、石油、化工高炉、热风炉内外壁；烟囱、烟道、排气管、消声器、热交换器及其它金属表面要求高温防腐的保护涂装。如有机硅涂料可以在200-250℃连续使用，300℃间断使用，加入二氧化钛，铝粉等耐热填料后可以耐500-600℃，含有陶瓷粉（硅酸盐）有机硅涂料可用于760℃的高温环境；而无机硅酸盐纳米耐热涂料耐热更高，甚至达到1300℃。如国内上海暄洋的D9138无机硅酸铝耐高温涂料可以满足1400℃的工况条件；而浙江凌志，成都硅宝是国内有机硅高温涂料的代表。二．耐污涂料耐污涂料也叫防海生物附着污损涂料，这种功能涂料主要是保持浸水结构如船舶，舰艇，码头等海洋设施表面光洁无附着海生物，消除这些海生物对海洋设施的腐蚀及航行速度。据不完全统计，海生物对浸水结构威胁较大的有硅藻，海藻，藤壶，牡蛎，贻贝，苔藓等，对付这些污损物的除了人工清理，就是涂刷耐污涂料。这些涂料中含有铜和汞等元素，不断释放出来杀死海生物，以及后来出现的耐污自抛光涂料，如海德隆，S.P.C，HDA/F，防污漆CL等涂料，随着环保要求越来越高，世界海洋公约严禁使用含有重金属毒素的耐污涂料，因此许多无毒环保的海洋防污自抛光涂料进入海洋防腐蚀领域，如室温硫化硅橡胶涂料等等。三．阻尼涂料阻尼涂料是指能够减弱振动，降低噪音的特种涂料。阻尼涂料主要涂布在处于振动条件下大面积薄板壳体上面，如汽车，船舶，飞机，舰艇，动车等阻尼涂料有单组分和双组分两种，比较著名的有日本泽昂公司，托基奥希波拉电气公司，美国国际聚合物研究公司，西德福尔蒙斯公司等。我国青岛爱尔家佳已经成功研发出船舶阻尼涂料，并且投入规模化生产和广泛的实际应用。四．绝缘涂料绝缘涂料又叫绝缘漆，通常情况下把电导率为10-22-10-12欧姆-1.厘米-1的涂料称为绝缘涂料，如美国杜邦公司在1962年制成的聚酰亚胺漆包线涂料，我国上海涂料所，长春应化所，华东化工学院三单位也于1963年分别制成聚酰亚胺绝缘漆。随着绝缘涂料的研发开拓，陆续出现了各种各样的绝缘漆，如西德贝尔聚酰脲绝缘漆，美国希屋电气公司聚苯醚绝缘漆，日本昭和电线电缆公司的聚苯并咪唑吡咯酮H-8和C-8，美国通用RTV-602等。我国涂料技术人员在改性有机硅绝缘漆研发中开拓创新，开发出665#有机硅环氧树脂绝缘涂料，取得了良好的经济效益。五．导电涂料按照理论，比电导在10-12-10-3欧姆-1.厘米-1物质称为半导体，比电导在103欧姆-1.厘米-1以上的物质称为导体。电导在上述两范围内的涂料总称为导电涂料，在聚合物中掺入导电颗粒（如炭黑，石墨粉，金属粉等）后就变得具有导电性；但这种导电性不是聚合物本身固有的特性，其导电过程是靠导电微颗粒实现的。导电涂料分为：掺合型和本征型两种。在实际应用中，大部分都是掺合型，其能够防静电，消静电，如溶剂储罐，管道，地坪中的环氧，聚氨酯导静电涂料等。还有一种导电涂料可以将电能转化为热能，用于寒冷地区输油管道和舰船壳体防冻装置，也可以施工于屋顶和道路上的防结冰。本征型导电涂料依靠聚合物自身导电，不加导电粉，如聚苯胺涂料等。六．防辐射涂料防腐蚀涂料是指能够吸收或消散辐射能，对人体或仪器设施起防护作用的涂料。这种涂料大部分适用于核电站，医院，实验室等产生辐射的环境中，通常防辐射采用铅，水泥等材料遮蔽；但是这些遮蔽材料背面有二次射线，也会对周围的人体设备仪器造成危害。如果在其背面涂以防辐射涂料则可以将二次射线吸收或消散，对人体或仪器设备起到保护作用。代表性的涂料如环氧涂料，聚氨酯涂料，聚苯基硅氧烷，聚乙烯，聚酯，乙烯和含氟树脂涂料等。七．伪装涂料伪装涂料也叫隐形涂料，就是用户隐真示假的方法使得探测或识别部队，器材，装备和设施的可能性减小到最低限度的涂料。如雷达吸波涂料，迷彩伪装涂料等，雷达吸波涂料有磁性和电损性涂料两种，伪装迷彩涂料主要通过颜料选择和颜料间科学组合来实现产生与背景一致的颜色，如变色龙一样的混淆视觉辨别能力。这种涂料大部分是用于军事工事项目。八．示温涂料示温涂料也称为热敏涂料，以颜色变化来指示物体表面温度及温度分布的特种涂料，有可逆和不可逆两种示温涂料。可逆型示温涂料加热到某一温度即发生色变，冷却时颜色又恢复到原状；不可逆示温涂料则相反。可逆不可逆示温涂料随着温度变化出现一种颜色变化称为单变，出现2种以上的颜色变化称为多变。示温涂料主要用于飞机发动机和发动机涡轮盘，大型设施外壳，高空烟道烟筒及重要温控设备，当今示温涂料示温范围在40℃-1600℃之间。九．防火涂料防火涂料又叫阻燃涂料，除具备不燃难燃性外，还具有装饰防腐保护作用。防火涂料分为膨胀性和非膨胀性2种，膨胀性防火涂料主要靠火焰或高温条件下，涂层发生膨胀碳化，形成比原来膜厚大几十倍甚至上百倍的不易燃的海绵状碳质层，阻断外源火源对基材的加热，从而达到阻燃的作用。非膨胀型防火涂料主要是耐热高，不燃烧，不发烟，是一种本征型防火涂料。防火涂料在各种建筑物都有使用，体量很大；但是质量要求很高，材料必须通过消防部门的核准才能生产销售，施工必须通过消防部门的验收才能竣工。防火涂料在功能涂料中用途最广，用量最大，最为人们熟悉。十．防结露涂料防结露涂料就是阻止潮湿空气达到结露临界点，形成冷凝水和水滴的特种涂料。冷凝水每年会造成数以亿计的损失，如电线，电器原件，火警安全系统，也会损失建筑物。冷凝水潮湿为细菌，真菌的生长创造了良好的滋生环境，影响人体的健康。如储罐，管道，大棚，体育馆，高铁，槽罐车，球罐，集装箱，飞机库，军火库，酿造，食品加工等环境下经常产生冷凝水，使用防结露涂料后就可以避免冷凝水的出现，保证基体的干燥和卫生。国内外生产防结露涂料的企业不多，如凯德，金鱼等防结露涂料；但是质量不尽人意，需要深入攻关研发。十一．防污闪涂料防污闪涂料简称RTV防闪涂料。污闪是指电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。特别是在恶劣的环境下（雾露细雨），潮湿的绝缘子会发生闪络，造成电力系统污闪事故，威胁着电力系统安全，甚至国民经济的巨大损失。如2000年12月18日陕西电网大面积污闪事故，2001年初河南电网大面积污闪事故等，造成大面积停电，给居民用电带来影响，使得工业生产蒙受巨大损失。随着近几年环境恶化，污闪事故时有发生。防污闪的措施有很多，传统的方法是春秋两季的停电清扫，还有使用硅油、硅脂等涂料，合理的调节外绝缘的爬电比距，近年的有使用防闪增爬裙，使用RTV防污闪涂料等。RTV防污闪涂料的憎水性和憎水性迁移是提高污闪电压等级的关键，当涂料涂覆于绝缘子表面，形成膜后具有憎水性，当涂膜被污秽物覆盖污染后涂膜内小分子憎水基团能够很快窜过污秽层，迁移到污秽物的表面，使得污秽层表面也具有优异的憎水性。这样，即使雾露细雨及灰尘颗粒潮湿环境下，污秽层表面也很难湿润。如果时间较长导致污层湿润，污层表面也不会形成水流和水膜，而以众多不连续小水珠独立存在，大大的扼制泄露电流的产生，显著的提高了 绝缘子的污闪电压。RTV防污闪涂料在我国电力系统广泛应用，质量不亚于进口产品，如国内科仁电力，大吕电力生产的防污闪涂料都是比较优秀的功能型涂料。以上介绍的几款功能型涂料让我们“初识庐山真面目”；但是在功能涂料领域里已有的正在被推广使用的还有许多。更多未知的待研发的功能型涂料需要科研技术人员深入挖掘，因为功能型涂料前景广阔，具有很强的市场竞争力。笔者相信功能型涂料不但在工业领域大显身手，而且在民用领域遍地开花。
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