引言

自从改革开放以来，我国的经济建设飞速发展，随之一座座规模宏大的基础设施拔地而起，创造了一个个建设记录乃至奇迹！钢结构建筑因具有可靠性高、轻质高强、适合机械化加工、工业化生产程度高、施工周期短以及密封性能好等特点，在工业与民用建筑中得到了越来越广泛的应用。从20世纪90年代我国自行设计建造的第一座特大型悬索桥——虎门大桥起，近到世界上跨度最大的钢结构建筑——北京奥运主体育场“鸟巢”，再到上海世博会保留的永久性建筑——世界上最大双向大跨度无柱展厅“中国馆”，都是我国建筑史上的代表作品。但是，易腐蚀是钢结构的致命缺点之一，一旦被腐蚀，其强度等主要力学指标将显著下降，严重降低钢结构件和建筑的安全性和耐久性，因此在钢结构防腐涂装中主要采用多道防腐配套涂层体系。ISO—《色漆和清漆涂覆材料的术语和定义》将多道防腐涂层体系定义为：“涂装在底材上的所有涂层的总称”；NACE（美国腐蚀工程师协会）将其定义为：“按照预定顺序和道数在底材上涂装的涂层”。一般这种涂层体系由底漆、中间漆和面漆组成。底漆的作用是附着在底材上，为以后施工的涂料提供基底，保护底材免遭腐蚀等；中间漆的作用是增强整个涂层体系的屏蔽性，减少外界的腐蚀介质渗透，增大干膜厚度，起承上启下作用；面漆的作用是保持良好的保光保色性，不易粉化，具有指定的光泽，装饰性强等。

本文针对目前钢结构防腐涂装中普遍采用的代表当今和未来发展趋势的3种高性能面漆：聚氨酯涂料、氟碳涂料和聚硅氧烷涂料进行归纳和比较，以便钢结构防腐涂装相关人员（包括设计、施工、质量控制、涂料供应商）对此有个正确的了解。

1聚氨酯涂料

脂肪族聚氨酯涂料是一种高性能的长效重防腐蚀涂料，在大部分严重腐蚀环境中得到广泛的应用。目前应用最多的配套涂层体系是：富锌（有机或无机）底漆1道/环氧云铁中间漆1~2道/聚氨酯面漆2道，总干膜厚度约~μm。这一配套涂层体系十多年来已广泛用于桥梁、建筑、石油化工、电站、船舶和海上设施等处于严重腐蚀环境的各种钢结构的防腐涂装，并被证明是行之有效的。其涂层体系的防护期，一般沿海地区约10a，内陆地区可达15a以上。就聚氨酯面漆及其配套涂层的耐盐雾性指标而言，国家有关行业标准一般规定为h（如HG/T—《钢结构桥梁漆》、TB/T—《铁路钢桥用面漆供货技术条件》等），因此，该配套涂层体系的耐盐雾性与国内同类产品相比性能优异，被国内外钢结构工程广泛采用，受到普遍好评。

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对防腐蚀提出了更高的要求，既要提供长效保护（如有的工程要求达到20a或更长的保护期），又要安全、健康，符合环保的最新要求；既要优化环境，又要讲究成本和效益。在这方面，除了各种新型重防腐涂料的研发外，近几年在聚氨酯涂料更新换代产品氟碳涂料和聚硅氧烷涂料方面进行了大量的研究。但由于聚氨酯涂料及其配套涂层相对优异的性价比和施工性，目前在大型钢桥等众多重防腐涂装中仍唱主角，占据主导位置。

2氟碳涂料

20世纪90年代，日本较多使用氟碳涂料作为钢结构桥梁的防护面漆，并取得成功，例如年日本建成的明石海峡大桥（跨度m悬索桥）、多多罗大桥（跨度m的斜拉桥），其钢梁、钢塔均采用氟碳面漆。众所周知，氟原子具有最高的电负性以及除氢原子以外的最小原子半径，因此氟碳聚合物具有极高的稳定性。在氟碳聚合物中，氟原子包围在碳链外，形成紧密的保护层，使其不易受到外界的侵袭；又因为氟碳聚合物中大量的F—C键，是一种高键能（.2kJ/mol）化学键，因此具有优异的保光性、保色性、耐候性、耐热性、耐腐蚀性、耐化学品性、耐沾污性、耐摩擦性等性能。由于氟碳树脂只有在含氟的溶剂中才能较好的溶解，要生产低VOC（挥发性有机化合物）的产品有一定难度，同时它的反应物可能仍然会含有异氰酸酯，所以在环境友好以及施工性能等方面还需要进一步改进。而聚硅氧烷涂料在各种大型工业环境中的应用，显得更为合理和环保。

3聚硅氧烷涂料

利用有机-无机混接技术，使两种材料形成共享一个化学键的聚合体，是聚硅氧烷的主要化学反应。混接技术主要有4个方面：有机基体、无机基体、互穿网络和真接枝。通过混接技术，聚硅氧烷涂料实现了将有机物的最佳特性（如容易加工、挠性、柔韧性、光泽和常温固化）和无机物的最佳特性（惰性、硬度、附着力、耐化学品性、耐高温性、耐候性、耐紫外线和耐磨性）有机地结合在一起。常见品种有脂肪族环氧改性聚硅氧烷、丙烯酸改性聚硅氧烷、丙烯酸尿烷改性聚硅氧烷、硅溶胶混接物及有机硅溶胶等。目前国内市场上主要是前两者。环氧改性聚硅氧烷将环氧树脂优异的黏结力和防腐性与聚硅氧烷突出的保光保色性巧妙地结合于一体，达到“强-强”联合的效果，更符合重防腐涂装的要求；而丙烯酸改性聚硅氧烷，则是丙烯酸树脂与聚硅氧烷两者的保光保色性“叠加效应”，适合于耐久性要求。但是问题的关键不在于以什么树脂进行改性，而在于涂料中硅氧烷树脂的含量，即Si—O键的含量。

4结语

（1）聚氨酯涂料仍唱主角。近年来我国大型重防腐涂装工程实践表明：双组分丙烯酸聚氨酯面漆以其优异的性价比，在桥梁、风机、水电、火电、石化装置、大型油库、海洋工程、民用机械等领域得到成功应用，积累了丰富的施工经验。笔者认为聚氨酯涂料仍将在重防腐涂装中唱主角，而且成功业绩广泛而丰厚。

（2）目前的氟碳涂料急待改进。关于氟碳涂料，5年颁布了HG/T—5《交联型氟树脂涂料》标准，规定溶剂可溶物氟含量≥18%，一般国家重点工程项目要求氟含量提高至≥24%。但在实际中个别企业以较低的氟含量充当氟碳涂料，显然达不到氟碳涂料的高性能要求。当前氟碳涂料在施工中暴露出以下两方面问题：其一：低固含量、高VOC，不符合环保要求，当务之急是提高涂料的固体分或开发水性氟碳树脂；其二，重涂性需进一步改进，以利于重涂二道面漆和维修涂装。

（3）聚硅氧烷涂料是一种环境友好型高性能面漆。聚硅氧烷涂料是一种高固含量、低VOC、环境友好型高性能面漆，因其Si—O键与F—C键键能均较高，呈现优异的性能，在欧美受到重视。我国有些重点工程，如首都机场T-3航站楼大型钢结构等，采用聚硅氧烷涂料并取得成功。

文章来源于网络。

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