无溶剂重防腐蚀涂料

沈 希

（北京函海重防腐蚀涂料有限公司，北京 100072）

0 引言

传统的低固含量溶剂型涂料约含50%的有机溶剂，在涂料的制造、施工、干燥、固化成膜过程中，向大气中散发出大量的挥发性有机物（简称VOC），对生态环境造成极为严重的污染。从世界范围来看，近年来环保型涂料获得了较大发展，其中溶剂型涂料约占涂料总量的28%。而我国目前溶剂型涂料约占55.3%，每年有180万吨有机溶剂排入大气，远远高于全球的平均水平。涂料行业也因此而成为第二大VOC排放户，这不仅污染了环境，而且浪费了大量资源，在能源相对紧张和环境污染日益突出的今天，这个问题已引起各方的高度重视。美国早在1966年就提出了限制有机溶剂排放量的著名的“66法规”，随之北美、欧洲、日本等一些国家也有类似的法规出台。我国于1989年12月颁布了环境保护法，并于2015年3月起开始对溶剂型涂料征收4%的消费税。随着人们环保意识的增强，环保型涂料将成为人们的消费时尚。因此，研究和开发符合生态、效率、能源要求的“环境友好涂料”—无溶剂型涂料，具有重大的战略意义和广阔的市场前景。

1 无溶剂重防腐蚀涂料

无溶剂涂料是一种新型的高性能涂料，又可称为活性溶剂涂料，指溶剂最终成为涂膜组分，在固化成膜过程中基本不向大气中排放VOC的一类高固体含量涂料。目前，国外很多著名的涂料公司均有生产。如美国的Sigama公司、IP国际公司、Ameron公司；挪威伦敦油漆；丹麦老人牌涂料；日本的关西涂料公司； 澳大利亚的SPC公司等。无溶剂涂料的防腐性能好，固含量可接近或达到100%，固化时溶剂挥发极少，符合环保要求；涂层收缩率小、无针孔、抗渗性能好，不仅消除了中毒和火灾的危险，适合较密闭的舱、室内施工，还可减少通风设备，避免因溶剂挥发造成的资源浪费和环境污染，并确保了生态和工作人员的安全；无溶剂涂料是厚涂型涂料，每次涂层厚度可达200µm以上，甚至可达700µm；涂层结合强度高、收缩率小，减少了施工道数。传统的溶剂型涂料在溶剂挥发后损失的体积分数高达50%，而无溶剂涂料不会造成涂层质量的损失，并可厚涂，施工效率高。所以总的造价较低，由此可产生非常可观的经济效益和环保效益。

重防腐涂料是相对常规防腐涂料而言的，它的英文翻译为：Heavy-Duty coating，是能在相当苛刻腐蚀环境里应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。重防腐涂层在酸、碱、盐和溶剂介质中，一般要求达到5年以上，在化工大气和海洋环境下，一般在10～15年以上。

重防腐涂料的应用涉及现代化各个领域，如大型的工矿企业：化工、石油化工、钢铁及大型矿山冶炼的管道、贮槽、设备等；重要的能源工业：天然气、油管、油罐、输变电、核电设备及煤矿矿井等；现代化的交通运输：桥梁、船舶、集装箱、火车和汽车等；新兴的海洋工程：海上设施、海岸及海湾构造物及海上石油钻井平台等。

为了适应时代的发展和环境保护的要求，世界涂料工业在不断的发展和创新，重防腐涂料也不例外，无论涂料的生产，还是施工，对材料的环保性和安全性的要求越来越高，无溶剂化、水性化和粉末化已经成为涂料行业发展的必然趋势。国内外著名的涂料生产厂家在提供高品质的重防腐涂料产品的同时，正在积极研制各种高性能的无溶剂重防腐涂料，并将其推向高速发展的工业防腐涂料市场。

2 无溶剂耐高温重防腐蚀涂料

耐高温涂料一般指能长期承受200℃以上温度，涂层不脱落，仍然保持适当的物理机械性能，起到保护作用的涂料。所谓耐高温重防腐蚀涂料即是在高温下具有优良的化学稳定性，并能够长期耐强酸、强碱、强溶剂、盐等腐蚀介质和热应力腐蚀的一类高性能涂料。

耐高温重防腐蚀涂料在现代工业、军事、航天领域有着广阔的应用前景，可广泛地应用于烟囱、除尘脱硫设备、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、石油裂解设备，发动机部位及排气管等方面。随着耐热聚合物应用研究的进步，促进了耐热涂料向多功能方向迅速发展，其应用面越来越广泛。尤其是兼具重防腐蚀功能的耐高温涂料正引起人们的强烈关注。

在追求防腐蚀涂料高性能的同时，节约资源，保护生态环境这个具有国际意义的新课题对涂料工业提出了“无污染”的新要求。开发无溶剂的所谓“绿色”涂料，不仅可以减少污染，改善环境，而且可以节约资源，降低成本，提高经济效益，已成为全球涂料工业的一种发展趋势，因而，也是耐高温涂料研制的发展方向。由此可见，兼具重防腐和耐高温功能的常温固化无溶剂涂料，具有重要的应用价值。

3 “函海公司”重防腐蚀技术

“北京函海重防腐蚀涂料有限公司”以重防腐蚀技术为核心，专注于研制各种环境友好型重防腐蚀涂料及功能性涂料。拥有耐高温重防腐蚀涂料、无溶剂重防腐蚀涂料、鳞片涂料/玻璃钢复合材料等专有技术，形成了性能卓越、施工简便、低成本、无污染、适应性广、可靠性高的多项重度耐蚀材料应用成果。公司生产的系列产品耐酸、碱、盐、油、污水、海水、盐雾、湿热、磨耗、化工大气、微生物、热应力及多种有机溶剂的长期腐蚀，与金属、混凝土的附着力强，机械强度高，收缩率小，坚韧耐磨。适用于各种重度腐蚀环境下的钢结构和混凝土结构设施和设备的长期防护。

3.1 主要产品

“函海”涂料是遵循当今国际上涂料工业发展的高性能、经济、环境友好、节能、易施工的“五E”原则，采用重防腐、无溶剂、耐温隔热、微观界面等技术研制的 “绿色”重防腐蚀涂料。

3.1.1 HT-1环氧重防腐蚀涂料

HT-1环氧重防腐蚀涂料是由环氧树脂、增韧树脂、鳞片填料、可交联固化的活性溶剂和改性胺类固化剂组成的厚浆型双组分涂料。涂层粘结力强，结构致密，抗冲击耐磨性好。对海水、酸、碱、盐、土壤、原油、汽油及化工大气有突出的防腐蚀性能，是当今大型钢结构和混凝土结构工程理想的耐蚀材料。适用于石化、环保、冶金、煤炭、电力、水利、纺织、桥梁、食品、电镀、工业建筑、海洋设施等行业中的贮罐、贮槽、污水处理池、管道、地坪、塔器等钢结构和混凝土结构的长期防腐。

3.1.2 YZT乙烯基脂重防腐蚀涂料

YZT乙烯基酯重防腐蚀涂料是由乙烯基酯树脂、鳞片填料、颜料、功能性助剂、固化剂、促进剂等组成。耐腐蚀性能优异，强酸性环境下耐腐蚀性尤为突出。该涂料的固体份含量高、粘结力强，抗冲耐磨，机械强度高。本产品有 YZT-1和YZT-2两种规格。YZT-2乙烯基酯重防腐蚀涂料较YZT-1可耐受更高的温度。适用于罐、槽、管道、反应釜、洗涤塔等高温、高湿热、强腐蚀环境，尤其是氧化性酸环境下的腐蚀防护。

3.1.3 HST环氧呋喃重防腐蚀涂料

HST-2环氧呋喃重防腐蚀涂料是由呋喃改性环氧树脂、鳞片填料、晶须、空心微珠、可交联固化的活性溶剂和耐温型固化剂等组成的双组分无溶剂重防腐蚀涂料。该产品与钢和混凝土的粘结力强，且施工方便，具备固含量高、抗渗、防腐、耐磨损、耐高温、耐热应力等多种优异的性能，可应用在高低温交变、干湿交变、强酸强碱交变和高磨损等恶劣环境。适用于脱硫塔、烟囱、烟道、污水处理设施、中和塔、冷却塔、热力管道、化学品贮罐、贮槽、重度腐蚀地坪等钢结构和混凝土结构的长期防腐。

HST-3油井管重防腐蚀涂料是由呋喃改性柔性环氧树脂、复合活性稀释剂、鳞片填料、耐热填料、空心微珠、晶须、偶联剂和耐温型固化剂等组成的双组分重防腐蚀涂料。该涂料所形成的涂层能在高温下抵御酸、碱、盐、油、含硫污水、细菌等多种腐蚀介质的长期侵蚀；与钢材的粘结力强，耐磨耗、韧性好、抗拉、抗折弯；可适应多种交变应力和腐蚀介质的协同作用。产品的固含量接近100%，减少了溶剂挥发造成的资源浪费和环境污染；常温固化，无需加热，节省了涂层固化设备投资和大量能源。适用于油井管（油管、套管、钻杆等）的内表面防腐蚀，缓冲罐、注水罐、油田污水罐、注水和回水管线、污水处理管线、油气集输管线及各行业腐蚀性介质的贮罐、贮槽、输送管线的内壁防腐蚀。

HST-5换热器重防腐蚀涂料是由呋喃改性柔性环氧树脂、复合活性稀释剂、鳞片填料、耐热导热填料、晶须、偶联剂和耐温型固化剂等组成的双组分重防腐蚀涂料。该涂料所形成的涂层能在高温下抵御酸、碱、盐、油、污水等多种腐蚀介质的长期侵蚀；与钢材的粘结力强，耐冲蚀和磨损、韧性好、抗冲击、耐热导热性好；可适应干湿、冷热等多种交变应力和腐蚀介质的协同作用，具有显著的防垢效果，耐高温高压水的清洗。产品的固含量接近100%，减少了溶剂挥发造成的资源浪费和环境污染；常温固化，无需加热，节省了涂层固化设备投资和大量能源，并使大型换热器的防腐涂装成为可能。涂层修复性好，设备维修方便。适用于烟气换热器等热交换设备的防腐。

3.2 无溶剂重防腐涂料及衬里关键技术

“北京函海重防腐蚀涂料有限公司”遵循环境友好的理念，开发的无溶剂重防腐蚀系列涂料，具有突出的防护性能以及制造和使用过程中的环境行为。其卓越性能的显现，是由于我们在重防腐蚀涂料的研制、生产和施工中采用了如下关键技术：

3.2.1 绿色低碳技术

在当今大力提倡生态环保、循环经济以及矿产和土地资源节约与综合利用的背景下，为大力发展基于可再生资源、天然矿物和固体废弃物综合利用，用以制备重防腐涂料及复合材料提供了契机。在涂料配方的设计及原材料的选择过程中，我们充分体现了这一指导思想。

3.2.1.1 树脂

呋喃树脂的基本原料糠醛是一种生物化工产品，它有别于石化或煤化产品，是一种可再生的资源。呋喃树脂固化后不易着火，具有突出的耐酸（除氧化性酸）、耐碱、耐有机溶剂性。其化学稳定性仅次于聚四氟乙烯塑料，同时耐热性能也很好，最高使用温度高达200℃，这是目前使用较多的热固型树脂都难达到的。将一定比例的环氧树脂和呋喃树脂进行接枝改性得到的复合树脂，既具有环氧树脂强度高、粘结性好、收缩率小的特点，又具有呋喃树脂耐温、耐酸碱、耐溶剂的特性。且粘度较低，并可在常温下固化，适宜制成各种无溶剂的重防腐耐温涂料。

3.2.1.2 溶剂

函海公司生产的重防腐蚀涂料采用复合的活性稀释剂为溶剂，它由于带有环氧基而能与固化剂固化成膜。所以，该系列产品的固体含量高达95%以上，大大减少了溶剂挥发造成的资源浪费和环境污染。同时使涂层致密而无针孔，提高了防腐层的耐蚀性。在同样厚度下，每公斤涂料所能涂刷的面积大大增加。降低了单位面积基材所用涂料的成本，因而节约了资源，提高了经济效益。

3.2.1.3 填料

矿物来源丰富，对降低重防腐涂料的成本有明显优势。固体废弃物的堆存是环保问题之一，以此为原料制备涂料及复合材料则可达到变废为宝的目的。

鳞片填料能屏蔽水、氧、离子等腐蚀因子的透过，切断漆膜中的毛细孔。互相平行交叠的鳞片在漆膜中起到迷宫效应，延缓腐蚀因子渗入，对于大幅度提高重防腐蚀涂料的耐蚀性能起到了关键作用。目前，国内外生产的重防腐蚀涂料普遍采用玻璃鳞片和不锈钢鳞片。由于此类鳞片的价格较贵，且在涂料中含量很高，使得由此制得的重防腐蚀涂料往往因成本高而难以推广应用。因此，寻求某种价格便宜的鳞片状填料代用品对于重防腐蚀涂料的实用化有相当重要价值。我们采用的各种鳞片填料均是来源广泛、价格便宜的矿产原料，具有优良弹性和韧性，径厚比大，热膨胀系数小，在各种化学腐蚀介质中完全惰性，抗紫外线辐射。经特殊的方法进行表面处理后，在微观上解决了与树脂的粘结问题，完全可以替代昂贵的玻璃鳞片和不锈钢鳞片，达到降低成本的目的。

粉煤灰是煤燃烧后的固体废弃物，作为燃煤电厂排出的固体废弃物，是一种可利用的资源。我国电厂以燃煤为主，粉煤灰年排放量每月1.8亿吨，但利用率仅为30%左右，大量粉煤灰堆积于灰场，不仅占用了大量的土地资源，而且对环境造成了严重污染。

粉煤灰中的空心微珠（漂珠）是直径为数微米至数百微米的中空薄壁小珠，外形光滑圆整，具有等向性，无尖锐边角，在树脂中的分散性好。与其它形状的填料相比，此类微珠的比表面积最小，这意味着可以提高涂层的填充量，而涂料仍具有良好的施工性能，这使得制造高固体含量的无溶剂涂料成为可能。由于其膨胀系数小，且各向同性，因此可减少涂层的收缩，防止应力开裂。微珠的空心结构能降低辐射传热及热导传热，起到保温隔热的作用。它还具有热稳定性和化学稳定性高、质轻、耐磨、绝缘、阻燃、无毒、流动性好等优点。近年来，空心微珠作为隔热填料已成为轻质、薄层、高效隔热涂料研究的热点，在耐高温涂料中也已开始应用。在配方中加入一定量的微珠，可提高涂料的固含量，改善了涂层的耐热性、隔热性、收缩率等性能，并缓解了高温湿热对涂层与钢界面间的热冲击。

除此以外，应尽量采用矿产原料，如重晶石粉、滑石粉、铸石粉、石墨、玄武岩粉等耐蚀原料，用以替代钛白、沉淀硫酸钡，白炭黑、色素炭黑等化工生产的颜料和填料。

3.2.2 偶联技术

偶联剂被称作“分子桥”，用于改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，如物理性能、电性能、热性能、光性能等，并可很大程度上改善材料的加工成型性以及工艺操作性等。事实上，偶联剂已成为材料工业必不可少的助剂之一，被人们形象地称为“工业味精”。

偶联剂是一种具有两类活性基团的化合物，其中一部分基团是亲无机的基团，可与无机物表面起化学反应形成化学键；另一部分基团是亲有机的基团，通过在树酯中的活性基团的加成或聚合反应形成化学键。常用的偶联剂种类有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。研究表明，在配方中所用填料用偶联剂处理后，使其表面由亲无机变为亲有机，进而与树酯的粘接性能大为改善，从而提高了涂层的机械强度、抗渗性能和耐蚀性能。除了添加硅烷类偶联剂外，我们还加入了一种具有4个反应基团的偶联剂，它既可同基料中的环氧基、羟基反应，又可与无机填料增强剂表面的羟基反应，使涂层中基料分子之间，填料之间，基料和填料之间都偶联起来，使整个涂层成为一个牢固的整体，从而大大提高了涂层的性能。

3.2.3 节能技术

目前，国内普遍采用环氧氨基、漆酚或漆酚钛整合聚合物涂料用于换热器或油井管的防腐。每道干膜厚度仅为数十微米，要达到重防腐蚀涂层的设计厚度，必须采用多遍涂装。每道涂层表干后，都应在高温下烘烤固化。不仅施工工序多、成本高，而且带来大量溶剂污染、资源浪费和能量损耗。HST无溶剂重防腐蚀涂料可在常温下固化，节省了涂装固化装置的投资和能源消耗。

3.2.4 涂装技术

一种性能优异的防腐蚀涂料，若不予以正确的涂装，其特性是很难体现的。反之，某些功能突出的防腐蚀涂料，由于涂装工艺繁琐，要求苛刻，而在工程上往往难于实施。因此，在保证产品使用性能的基础上，简化工艺程序，提高施工效率，降低工程费用，具有十分现实的意义。上述无溶剂重防腐蚀涂料的涂装工艺较简单，省工省时，具有以下特点：

（1）表面处理简单

本系列产品主要以改性环氧树脂为基料，对金属和混凝土有很强的粘结力。因而对金属基体的表面处理要求相对较低。如采用本公司生产的“多功能钢铁表面处理液”，则经一次处理即同时可达到除油、除锈、磷化、钝化四种目的，在钢铁表面形成防护薄膜，并可提高与漆膜的附着力；

（2）涂装效率高

无溶剂重防腐蚀涂料固化过程中溶剂挥发量极少，一道涂装可以很厚（200～300μm）而不会形成针孔。所以该涂料可制成厚浆，只需2～3道即可达到设计厚度。近年来国际上流行的高压无空气喷涂使得该类厚浆型涂料的大面积施工成为可能。高压无空气喷涂的主要特点是涂装效率高（～500h），没有回弹喷雾的飞扬现象，一次喷涂厚度可达100～300μm，并可提高涂层的致密性、附着力及均匀性，且涂料中不混有压缩空气、水分和杂质，因而施工质量得到了保证；

（3）实现“底面漆合一”

该产品不仅具有极强的粘结力而能用作底漆，而且由于其突出的防腐性能，而可作为中间漆和面漆。由此实现了“底面漆合一”，简化了施工程序（强紫外线环境除外）。

3.2.5 鳞片涂料/玻璃钢衬里复合技术

尽管重防腐蚀涂料（俗称鳞片涂料）具有抗渗性强、耐磨性好、施工方便等突出的优点，但其单独作为防腐蚀衬里时，仍普遍存在本体强度不高的缺陷，在实际使用中防腐衬层因此而产生龟裂、开裂、剥落等腐蚀失效现象。为了弥补鳞片涂层的以上致命缺陷，我们在设计防护衬里结构上采用鳞片涂料为粘结材料，并以纤维布作为增强材料，形成了鳞片涂料/玻璃钢的独特内衬。由于玻璃纤维是一种抗拉强度很高的高模量、高强度材料，而玻璃钢在力学性能和抗变形性能上优于鳞片涂料，因此，由玻璃纤维布与鳞片涂料复合组成鳞片涂料/玻璃钢的结构，既发挥了鳞片涂料的抗渗防腐耐磨耐温性能好的优点，也保留了玻璃钢整体性好、强度较高的优点，从而弥补了鳞片涂料本体强度较低的性能缺陷。这种独特的衬里屏蔽结构，是一种可替代玻璃钢、橡胶、搪瓷等的高度耐蚀复合材料，具有下列特点：

（1）极优良的耐腐蚀介质的渗透性，能有效地避免金属设备底层腐蚀；

（2）衬层中含大量填料，耐磨损性好，可耐动态介质的摩擦；

（3）固化时收缩率小，热膨胀系数小；

（4）在鳞片的作用下，分散了残余应力，衬层的耐温度剧变性好，进而增强了附着力和耐久性；

（5）本体强度高，抗冲击，结构、组成和厚度可设计；

（6）良好的施工工艺性，常温下固化，可采用喷、辊、刷等工艺，修补容易。

鳞片涂料/玻璃钢结构大大提高了防护层的抗渗性、耐磨性、耐温变性，增强了衬里的整体性和结构强度，为解决脱硫塔、烟囱（道）、反应釜、污水池、凉水塔、海水设备、化工地坪等动态环境下的重度腐蚀难题提供了一条简便而易推广的途径。

3.2.6 耐高温技术

防腐涂层高温环境耐受能力的关键在于基体材料。该复合材料基体相应的设计有三个技术关键点：（1）耐温性；（2）高温下的耐蚀性；（3）耐温急变性能。而且必须同时兼顾对热应力的松弛性、耐温、耐蚀、耐磨及高温下力学性能的保持率等性能要求。我们在研发过程中致力于传统的耐高温涂料研制思维模式上的突破，将重防腐技术、偶联技术、无溶剂技术和耐高温涂料技术融合于配方的设计之中。进而提高了涂层的各种理化性能指标，尤其是耐热性能和耐冷热干湿冲击能力。

4 项目推广应用前景及案例

近几十年来，随着国内外科学技术和国民经济的迅速发展，工程项目更趋大型化。如跨海大桥、海上机场等，这些巨型工程处于恶劣的海洋环境中，钢结构的腐蚀十分厉害，需要有更长寿命的防护涂层体系对它们进行保护。其他的大型工程和设备，还包括海上钻井等工程设施、船舶、集装箱、码头、矿井、铁路机车、（核）电站、大型运输和起重设备、石油化工设备、油罐、输送管道、煤气炬等，均要求涂层寿命在十年以上，少的也要有五年以上。在这期间，不允许进行大面积维修。

由于一般的防腐蚀涂料在这些恶劣的环境中使用寿命很短，一般在2年左右，因此不能满足上述要求，防护费用较高。大型工程设备如使用重防腐蚀涂层，经济效益将十分显著，且安全可靠。世界各国的防腐蚀实践证明，利用重防腐蚀涂料涂层对大型钢结构和混凝土结构进行防腐蚀处理，是最有效最经济的方法。因此，由通用型迈向重防腐是当代涂料防腐蚀技术的重大进步和必然趋势。

以下列举了无溶剂重防腐蚀涂料在各行业重度腐蚀环境中的应用实例。详情可参见“重防腐蚀涂层设计方案（“函海公司”）。

4.1 烟气脱硫装置

湿法烟气脱硫（FGD）是当今燃煤电厂、钢厂、石化厂、窑炉厂、水泥厂、有色冶炼厂、焦化厂、烧结厂、废弃物焚烧厂等企业控制二氧化硫排放的主要方法，该工艺具有烟气湿度大、吸收液固含量高、流量大、腐蚀性强等特点。因此，装置中的关键设备—脱硫塔、换热器、烟囱和烟道在运行中处于高温、高湿、强酸、磨损、冷热交变的恶劣腐蚀环境中，防腐衬里时常失效破坏。防腐蚀衬里的可靠性是影响系统安全运行的关键问题而被喻为“脱硫生命线”。 HST重防腐蚀涂料及其鳞片涂料/玻璃钢衬里已在脱硫系统的吸收塔、烟囱、换热器、烟道、除尘器、碱储罐、废水处理等设备中广泛应用。具备强度高、耐磨耗、耐高温湿热、强酸强碱交变腐蚀、热应力腐蚀等多种优异特性，为FGD系统防腐提供了一条简便、经济而可靠的方法。

4.2 污水处理系统

污水处理涉及石化、矿山、冶炼、食品、农药、造纸、皮革、电镀、纺织、印染、屠宰、养殖等各行各业，腐蚀介质复杂，含各种酸、碱、盐、硫化物、油类、微生物、有机物和溶剂等。污水腐蚀程度随成分、含量、温度、PH值的变化而变化。污水处理系统多为钢筋混凝土构造及碳钢制造，其防护涂层或衬里必须选择高度耐蚀的材料才可使主体结构免遭腐蚀破坏。无溶剂重防腐蚀涂料及其鳞片涂料/玻璃钢衬里具有粘接力强，收缩率低，残余应力小，抗渗、防腐、耐磨、耐冻融性好，施工及修补方便等优势，可用于污水处理系统中钢结构或混凝土结构的各种污水罐、污水池、储槽、埋地管道等设施。

4.3 油井管及采油集输系统内涂层

油气田开发过程中，腐蚀是一个伴随始终的严重问题。钻井工程中使用的油井管，包括油管、套管和钻杆等各种管具处于含氧、硫化氢、二氧化碳、溶解盐、细菌和导电性的钻井液中，加之温度和PH值的变化，高压的环境，使金属极易发生电化学腐蚀。与此同时，金属构件在钻井时大多处于相对运动的状态下，受到拉、扭、弯曲、冲刷等各种机械力的作用，容易造成腐蚀疲劳和磨损腐蚀。为了保持地层压力，提高采油率，普遍采用注水工艺和向油井中增注大量盐酸或土酸（盐酸和氢氟酸的混合液）的酸化工艺。酸性介质，尤其是土酸中氢氟酸在深井的高温环境下，对金属有极强的腐蚀性。在油田生产过程中，油井管的内腐蚀所造成的破坏占主要地位，并一直是困扰我国油气开采和输送的“顽疾”。

采油及集输系统由采油井、计量站、集输管线、联合处理站和回注系统等组成。随着我国部分主要油田进入高含水开发期，回注水和酸化工艺的广泛使用，致使采出水的矿化度越来越高、氯离子含量很大，并含有二氧化碳、硫化氢、溶解氧、泥沙和硫酸盐还原菌等腐蚀介质，再加上水温较高、流速、流态变化等相互作用，对采油及集输系统的管线和设备造成严重的腐蚀。

油井管中的油管、套管和钻杆及采油集输系统中的金属管线、设备、容器的内涂层可采用“HST-3油井管重防腐蚀涂料”防护。

4.3 管道

管道输送是科学技术进步的一大标志，涉及各行各业。如长输油、气管线，城市供水、供气、供热管道，石化行业的油井管、集输管道、工艺管线，以及各企业的循环水，污水管道等。按腐蚀环境可分为管道外防腐、管道内防腐和热力管道三种情况。管道内防腐的对象是管道内流通的介质；而外防腐中的架空管道针对的是大气腐蚀（包括化工气体腐蚀），埋地管道则主要针对的是土壤腐蚀；热力管道防腐针对的主要是保温与高温工况下的防腐。从被防腐的基体而言，主要有钢和混凝土二类。“函海公司”提供的管道重防腐蚀涂层由系列化性能优异的重防腐蚀涂料组成，配套性好，可用于各种埋地管道、架空管道、工艺管线、热力管道的内外防腐层结构中。并具备以下性能特点：

（1）物理机械性能突出，漆膜坚韧，抗冲耐磨，粘结力强；

（2）抗渗性好，耐酸、碱、盐、油、污水、湿热、盐雾、海水、微生物、有机溶剂等介质的腐蚀；

（3）电性能优异，涂层绝缘强度高。抗阴极剥离性能好；

（4）高固体份，对环境友好。施工周期短，可厚涂，修复性好；

（5）抗土壤干湿交变应力腐蚀，耐植物根系穿透能力强。

4.5 大型钢结构

钢铁是现代建筑中十分重要的结构材料，它强度高，韧性好，性能稳定。方便加工制作成大跨度、大空间的建筑物（如机场、体育馆、厂房、仓库、展馆、火车站等），易于控制质量，安装迅速。但钢结构易在大气中的水分、氧气和腐蚀性介质（如SO2、NaCl、固体尘粒）等的联合作用下引起破坏。如不加以防护，其使用寿命、安全性等均难以得到控制和保障。为了确保大型钢结构建筑的完整性，展现其艺术感染力，采用重防腐蚀涂层防护是经济且可行的方法，涂层的使用寿命可以达到15年以上。如采用重防腐蚀涂层和金属热喷涂的双重防护，可达到25年以上的使用寿命。大型钢结构重防腐蚀涂层的主料可采用 “HT-1环氧重防腐蚀涂料”。

4.6 火电厂钢结构和混凝土结构

以煤、油和天然气为燃料的电厂为火力发电厂，简称火电厂。在燃料的燃烧过程中，会释放出大量硫化物等腐蚀性气体，与空气中的水汽或雨水相结合形成酸性溶液。而煤灰在钢结构上沉积时，会形成电解质，从而加速了钢材的电化学腐蚀速度。由于很多电厂都建在海边，会受到海洋性气候的影响，钢结构和混凝土结构所处的腐蚀环境更加严酷。火电厂防腐蚀涂装的主要对象涉及输煤系统、水循环系统、烟气脱硫及冷却塔、污水处理系统、燃油系统、厂房、锅炉岛、汽轮机岛等。

火电厂埋地循环水管、钢结构、脱硫系统、煤码头、储罐、化学品区域、冷却塔等设备和设施的防腐蚀结构设计参见“火电厂钢结构和混凝土结构涂层设计方案”（“函海公司”）。

4.7 化工气柜

在石油化工、钢铁等企业生产过程中，经常要用到贮存腐蚀性气体（如H2S、SO2、HCl、CO、CO2、H2、NH3等）的各种气柜。该装置由水槽、钟罩等组成，材质一般为碳钢。气柜所处的腐蚀环境十分复杂，金属将面临大气腐蚀、酸性水腐蚀、细菌腐蚀、干湿交变、冷热交变应力腐蚀等多种因素的作用，金属表面腐蚀严重。“函海公司”提供的用于化工气柜重防腐蚀的涂层，具备以下性能特点：

（1）物理机械性能突出，漆膜坚韧，粘结力强；

（2）抗渗耐酸性好，并耐污水、湿热、霉菌、化工大气等多种腐蚀介质；

（3）耐干湿、冷热交变应力腐蚀；

（4）高固体份，对环境友好。低表面处理，可厚涂，施工周期短。

4.8 海洋设施

我国海岸线上建有大量的钢结构及混凝土结构设施，如码头、人工岛、栈桥、港口机械、钢桩、台架、管道、储罐、工厂等。另外，随着海洋资源的开发，海洋石油开采平台、海底输油管线等，也日益增多。钢结构在海洋环境中所产生的腐蚀类型有：全面腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点腐蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、磨蚀、冲击腐蚀和空泡腐蚀等。

理想的海洋涂料应具有以下特性：

（1）优良的耐水性。涂层必须能承受海水连续浸渍和干湿交替循环，而不发生附着力下降、起泡、开裂、软化或溶胀等现象；

（2）抗离子透过性强。涂层能阻挡Cl-、SO42-等离子的渗透；

（3）耐化学性强。涂层能耐酸、碱、盐、柴油、汽油和润滑油等；

（4）与钢材等基体的附着力强；

（5）耐磨损、抗冲击性好。能耐波浪，水流、泥沙及水中漂浮物的机械冲击和磨蚀；

（6）抗霉菌性和抗细菌性好。涂层不会被海洋生物菌类分解；

（7）耐候性好。涂层须在较长时间内保持其原始的光泽和颜色，而不发生粉化、开裂和剥落；

（8）环境友好，节能环保；

（9）易施工，易修补；

（10）当与阴极保护联合防腐时，涂层应有较好的耐电位性能。

用防腐涂层对钢结构进行保护是一种经济易行，而且技术可靠的防腐蚀方法。根据环境对海港工程钢结构的腐蚀程度，将海洋环境划分为大气区、浪溅区、水位变动（潮差）区、水下区和泥下区等五个区域。钢结构的防腐蚀应按其所处的环境区域的腐蚀特性，选择有针对性的单一或联合防腐蚀措施。重防腐蚀涂层的设计可参照JTJ230-90等标准，根据海洋设施所处的腐蚀环境、防腐年限等要求实施。“HT-1环氧重防腐蚀涂料”和“HST-2环氧呋喃重防腐蚀涂料”可根据钢结构所处的腐蚀环境而被选用 。

4.9 储罐、储槽

在石油化工、冶炼、制药、电镀、发电、环保、造纸等企业生产过程中，经常要用到储罐或储槽，用以储存化工原料、中间体或产成品。如各类油罐、酸液罐、碱液罐、污水罐、污油罐、废油或废水处理罐、废酸（碱）罐（池）、纸浆罐、电解槽等。储罐、储槽工况的显著特点是：腐蚀环境和腐蚀类型的多样性，包括电化学腐蚀、化学腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、高温腐蚀等。

储罐多数安装在地面，也有设置在山洞内。据此，储罐外壁可分为以下四类环境：

乡村大气：储罐外壁长期遭受日晒、风吹、雨淋、灰尘和砂石摩擦，要求涂层具有很好的附着力、耐磨性和耐候性。

化工大气：含有SO2、H2S、NO2、NH3、HCl、Cl2等腐蚀性气体。要求涂层具有很好的附着力、耐蚀性、耐磨性和耐候性。

海洋大气：长期遭受海风、盐雾侵袭，腐蚀强度最为严重。涂层应具有很好的附着力、耐磨性和“三防”（防腐、防水、防老化）性能。

山 洞：湿的土壤环境。涂层应具有很好的附着力，耐潮湿、耐水、耐盐、耐CO2、耐霉菌等特性。

储罐内壁涂层所接触的介质种类繁多，腐蚀性和强度差别很大。涂层除了必须具备通常的物理机械性能外，主要要求具有较强的耐油、耐水、耐有机溶剂、耐各类化学介质等性能。并能在工况温度和极端温度下保持涂层性能不变。各种储罐（槽）的涂层结构可参见“重防腐蚀涂层设计方案”（函海公司）。

4.10 煤矿井下装备

矿井中的腐蚀环境十分复杂，金属将面临大气腐蚀、土壤腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀、缝隙腐蚀和孔腐蚀等多种腐蚀环境。井下大部分装备在运行中长期处于湿热富氧、酸性、盐类并伴有杂射电流的恶劣腐蚀环境中。而我国大型矿井的服务年限应为80～100年，加之煤矿开采深处地下，设备更换、维修耗资、耗时巨大，带来了巨大的经济损失。据统计，煤炭系统每年因腐蚀造成的经济损失约占当年总产值的3%左右。因此，为了延长井下设备的使用寿命，减少停产维修时间，在井下装备的初始防腐涂装中必须采用高性能的重防腐蚀涂料。“HT-1环氧重防腐蚀涂料”可根据井下的不同腐蚀环境而被采用。

4.11 冷却塔

混凝土冷却塔在电力、石油、化工、轻纺、医药、冶金等各行业的应用非常普遍。它属于大型钢筋混凝土构筑物，主要由塔体（包括人字柱、环梁、筒壁）、蓄水池和塔内淋水构件组成。根据循环介质的不同，可分为：淡水冷却塔、空冷冷却塔、排烟冷却塔和海水冷却塔。由于受到外界腐蚀介质的多重作用，塔体的钢筋混凝土将面临全面腐蚀、局部腐蚀、微生物腐蚀、冲刷和冰融破坏等腐蚀危害。

烟塔合一排烟冷却塔所面临的腐蚀环境比常规冷却塔要恶劣的多。经过脱硫、脱硝后的净烟气通过烟道直接进入塔内与水蒸汽接触，遇冷凝结的液滴呈酸性（有时pH值可能达到1），经日积月累对塔体产生严重的腐蚀，并在紫外线作用下进一步加剧塔体结构的腐蚀和老化。排烟冷却塔腐蚀影响因素主要有：（1）硫酸根离子腐蚀；（2）氯离子腐蚀；（3）紫外线作用；（4）冻融循环作用；（5）碳化作用。海水循环冷却是沿海城市普遍采用的环保型节水技术。在最高60℃的工作温度下，海水中的氯离子有很强的渗透性。另外，与淡水相比，海水中存在着严重的结垢、腐蚀、污损生物附着以及海水冷却塔的盐沉积、盐雾飞溅、侵蚀等问题。因而，海水冷却塔混凝土的防腐蚀问题更加严峻。

冷却塔用重防腐蚀涂料应具备以下特性：

（1）渗透性。采用低分子量的液体胶液为封闭底涂，充分渗入混凝土空隙中并起到锚固的作用，进而提高混凝土表层的强度及与防护涂层的粘结力；

（2）附着力。防腐层与混凝土和封闭底涂有良好的粘结性能；

（3）柔韧性和延展性。防腐层收缩率低，具有良好的抗温度交变的能力；

（4）重防腐蚀。防腐层中含大量鳞片，抗渗性极佳，耐酸、碱、盐、油、海水、盐雾、污水、湿热、微生物等各种介质的长期侵蚀；

（5）耐流体的冲刷、喷淋和飞溅，耐冻融、耐候、耐老化、耐水处理添加剂的侵蚀，面漆具有良好的装饰性和耐老化性能；

（6）无污染。高固体份，对环境友好；

（7）施工简便。无气喷涂、刷涂、辊涂均可。常温固化，可厚涂，可修复性好。

冷却塔防腐工程的主料可采用 “HST-2环氧呋喃重防腐蚀涂料”，其防腐蚀结构设计参见“冷却塔重防腐蚀涂层设计方案”（“函海公司”）。

4.12 耐化学品地坪

化工、石油、制药、冶炼、机械、食品、化肥、电力、造纸、印染、电镀、环保等行业的车间和仓库的地面，除了受到重力的冲击、车轮的碾压、外力的磨损外，主要还要受到酸、碱、盐、油、污水、微生物、有机物和溶剂等各种腐蚀介质的长期浸蚀。工业生产中普遍采用的混凝土地坪难以满足上述要求，经常出现地面的粉化、开裂和剥落。直接影响到了地面的使用效果，甚至造成灾难性破坏。 “函海公司”重防腐蚀涂料及其鳞片涂料/玻璃钢防护层具有粘接力强，收缩率低，残余应力小，抗渗、防腐、耐磨，施工及修补方便等优势，是一种经济有效的防护技术。该防护层具备以下特点：

（1）粘结力强。采用低分子量的液体胶液为封闭底涂，充分渗入混凝土空隙中并起到锚固的作用，进而提高混凝土表层的强度及与防护涂层的粘结力；

（2）重防腐蚀。涂层中含大量鳞片，抗渗性极佳，耐酸、碱、油、污水、有机溶剂、湿热、微生物、洗涤剂等各种介质的长期侵蚀。抗干湿、冷热交变的能力强；

（3）耐磨损、抗冲击、耐洗刷。轻质、高强、无缝，易清洗、装饰性好、效果，能长期经受铲车、推车的碾压;

（4）无污染。高固体份，对环境友好；

（5）施工简便。无气喷涂、刷涂、辊涂均可。常温固化，可厚涂，可修复性好。

5 结语

无溶剂重防腐蚀涂料是一种性能极为优良的环保型长效防腐蚀涂料，由于它符合涂料工业发展的“五E”原则，而成为未来工业高性能保护涂料领域中的最优选择。“北京函海重防腐蚀涂料有限公司”采用重防腐、无溶剂、耐温隔热、微观界面等技术研制的系列“绿色”重防腐蚀涂料及鳞片涂料/玻璃钢，具有高性能、经济、环境友好、节能、易施工的突出优点，在各种重度（含动态）腐蚀环境下得到了广泛的应用，是钢结构、混凝土等设施和设备长效防护的一项经济而又可靠的新技术。