2025-06-25202
在沿海化工项目中，海洋腐蚀会造成包括设备、管道以及钢结构的损伤，这主要是因为海水含有大量的盐类物质，包括可会对金属产生严重电化学腐蚀的物质。沿海大气中一般会悬浮大量与海水内盐分接近的物质，这些物质会沉降在金属设备、管道、钢结构的表面，加速金属材料的腐蚀，严重的还会引发突发性的安全事故。随着沿海化工项目的快速发展，针对海洋环境的腐蚀机理和不同海洋腐蚀区域的特点，实施有效的防污防腐技术对于确保海洋化工项目的设施安全性和使用寿命至关重要。
沿海化工防腐涂料体系一般由底漆、中间漆和面漆组成，常用的底漆、中间漆及面漆的涂料种类及使用温度如表1所示。
1 环氧防腐涂料
1.1 环氧富锌漆
环氧富锌漆以环氧树脂、锌粉、助剂、聚酰胺树脂为主要原料，一般广泛应用于沿海化工项目中碳钢设备、管道的底漆防腐，研究人员开发了多种改性技术以提升其防腐性能。
为了提高环氧富锌底漆的综合性能，通过对比在环氧富锌漆中引入纳米TiO2颗粒、纳米SiO2颗粒、聚酰胺固化剂和应用环氧基涂料作为第二层等方式确定更佳的涂料改性方法。结果表明，聚酰胺固化剂对环氧富锌漆的整体性能提升最为显著，可以达到提升粘附性能和防腐性能的目的。此外，纳米 SiO2可以增强涂层的疏水性，并通过提高涂层的阻隔性能和增强环氧树脂主体内锌粒子的阴极保护作用，获得更好的防腐效果。另外，第二环氧涂层的应用也对环氧富锌漆的防腐性能提升有一定帮助。而TiO2纳米颗粒的掺入对防腐性提升没有起到明显作用。纳米Al2O3可有效提高环氧涂料的防腐性能，当其质量分数为3%时效果更佳。纳米粒子对涂层性能的增强源于纳米颗粒对环氧树脂孔隙的填充，而且纳米粒子还可促进环氧树脂基质的交联。
1.2 环氧酚醛漆
环氧酚醛漆作为一种由环氧树脂和酚醛树脂混合而成的高性能涂料，广泛用作不锈钢设备、管道的底漆和面漆。
研究人员通过将纳米材料、无机填料融入到环氧酚醛漆中增强涂层的力学强度、耐磨性和耐腐蚀性。通过将纳米镁植入到酚醛树脂涂层中提高其防腐性能，并通过调节涂层中没食子酸含量可以有效控制环氧树脂涂层的耐腐蚀性能。通过将酚醛树脂与纳米钛粉和硅烷偶联剂反应制备得到纳米钛改性的酚醛树脂，经研究发现酚醛树脂经纳米钛改性后，涂层的耐腐蚀性得以有效提升，且涂层的耐紫外性增强，尤其是对185~400nm波段的紫外光区吸收能力有显著提高。
1.3 环氧磷酸锌漆
环氧磷酸锌漆是一种以环氧树脂和磷酸锌为主要成分的防腐涂料，一般用作不锈钢设备、管道的底漆。
研究人员通过调整环氧树脂、固化剂及磷酸锌的比例，并向环氧磷酸锌漆中添加纳米材料，以优化环氧磷酸锌的配方，提高其防腐性能和物理性能。
1.4 环氧云铁漆
环氧云铁漆是一种以环氧树脂为基料，结合云母氧化铁作为主要填料的防腐涂料，一般用于作不锈钢设备、管道的底漆和中间漆。
研究人员通过探索添加不同助剂（如抗氧化剂、耐候剂等）和改性填料（如纳米材料、聚合物等）。提升环氧云铁漆的涂层的耐久性和抗剥离能力。
2 聚氨酯漆
聚氨酯漆广泛应用于碳钢、不锈钢设备、管道的面漆防腐。聚氨酯漆可分为单组分和双组分两种类型，单组分聚氨酯漆主要是由异氰酸酯、多元醇等进行加聚反应后而形成的含异氰酸酯基的预聚体，再配以助剂、稀释剂制得。虽然单组分聚氨酯漆在使用时较为方便，因其需要依靠空气中的水分交联固化，所以导致其涂层的密度较小而存在耐腐蚀性不强的特性。双组分聚氨酯漆因在固化的过程中发生化学应使得涂层具有更加紧实的结构，相较于单组分聚氨酯漆具有更好的耐腐蚀性，沿海化工防腐中用到的也一般是双组分聚氨酯漆。
3 无机富锌漆
无机富锌漆广泛应用于碳钢设备、管道的底漆。无机富锌漆主要采用硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾等作为成膜物质。目前沿海化工防腐主要采用的是由硅酸锂制成的无机富锌漆，虽然基于硅酸锂的无机富锌漆生产成本高，但由于其固化时间较短，有利于现场施工，综合对比更适合于工程实际应用。
研究人员发现，不同形状的锌粉对于无机富锌漆的防腐性能有一定影响，通过比对无机富锌漆中不同锌粉的形状发现，片状锌粉的防腐蚀性能要优于球状锌粉。
4 有机硅耐热漆
高温耐热漆一般是由耐热树脂、耐热颜料、填料、助剂和溶剂按照一定比例配制而成，目前市场上的高温耐热漆主要有：有机硅耐热漆、改性有机硅耐热漆和复合型高温耐热漆这三种。有机硅耐热漆是目前沿海化工高温防腐材料应用中比较常见的一种具有优异耐热性的涂料，广泛应用于海洋化工设备、管道和钢结构的防腐。
目前，对于有机硅耐热漆的性能提升，一般有两种途径：一是在不破坏有机硅树脂的基本耐热性能的前提下对于其进行改性，常见的改性漆有聚氨酯改性有机硅耐热漆、丙烯酸树脂改性有机硅耐热漆、环氧树脂改性有机硅耐热漆。二是通过在有机树脂涂料中添加新型耐高温填料和调整不同配比来改善其耐高温性能，一般在有机硅中添加耐高温铝粉、钛白、玻璃粉、云母粉等物质可提高有机硅耐热漆的耐高温性能。
5 热喷铝
热喷铝是利用诸如火焰、等离子体、电弧等热源将铝材融化，并通过高速气体将融化后的金属铝喷涂到已经预处理好的金属基材表面的一种防腐技术。目前热喷铝技术主要包括火焰喷涂技术、冷喷涂技术和电弧喷涂技术。目前火焰喷涂技术和冷喷涂技术普遍采用 15~45μm的铝粉作为喷涂材料，而电弧喷涂技术普遍采用2~3 mm 直径的铝丝作为喷涂材料。
铝涂层能够很好地耐海洋腐蚀主要是由于其在金属表面形成致密的氧化膜，同时铝还起到阴极保护作用。而影响铝涂层耐海洋腐蚀的关键因素是涂层的空隙。冷喷涂技术形成的铝涂层的孔隙率更低，其涂层的耐海洋腐蚀效果在三种热喷铝喷涂技术中更好。研究人员对铝粉进行改性和合金化，在热喷铝过程中添加铜、镁、硅、锌等元素可提升热喷铝涂层的性能，增强铝涂层的致密性、耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能。
6 结语
海洋防腐涂层技术对于确保沿海化工项目的安全和长期运行至关重要。除了文章中所述的常用的沿海化工防腐涂料外，研究人员还致力于开发新的防腐技术，如：低表面能涂料、仿生防污涂料、导电防污涂层和光催化涂料。低表面能涂料通过降低涂料的表面能来降低海洋生物的粘附性，聚硅氧烷涂料因其具有疏水性和耐候性而成为一种高效的表面能涂料。仿生涂料通过模仿自然表面结构、利用超疏水性和微纳米结构复制来防止在涂料表面结垢。导电防污涂料通过电化学反应产生防污杀菌剂，研究人员通过添加碳纳米管等导电填料来提高这些涂层的导电性和稳定性，从而提高其防污性能。光催化涂料通过使用经紫外线活化的 TiO2光催化颗粒产生活性氧来降解有机污染物并防止生物的粘附。
未来的研究应更多地关注海洋环境腐蚀、硫化氢腐蚀和其他区域性因素相结合的腐蚀行为，进一步探索这些复杂环境中的腐蚀特性和机理。研究如何提高沿海化工防腐涂料的力学性能和稳定性的同时兼具绿色环保性能和生物相容性的特点。
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