高性能水性纳米防腐涂料(钢结构纳米高分子新型防水涂料)

防腐涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用极为广泛的一种涂料。按其涂料膜层的耐腐蚀程度和使用要求，通常分为常规型和重防腐型两类。我国每年仅因金属材料腐蚀造成的损失高达5000亿元，约占国民生产总值的5%。防腐涂料在涂料工业中占有越来越重要的地位，其规模仅次于建筑涂料位居第二位。因此，防腐涂料对我国的发展具有重大意义。

我国的防腐涂料主要应用在化工和石油行业、铁路、公路桥梁、冶金行业、电力和能源工业、机械及纺织行业、工业产品领域、汽车、船舶及集装箱行业。其中，最大的行业为化工和石油行业，它包括油田设施、输油管道、海上平台、石油化工厂的钢结构和钢筋混凝土结构的防腐;与此同时，铁路及公路桥梁的新建和维护也是防腐涂料应用的领域;此外，工业产品领域以及汽车、船舶等海洋防腐领域也是防腐涂料市场的最大需求点。

水性涂料以水为分散介质，耐水性、机械性能、热稳定性和电化学性能差，且单一树脂防腐涂料具有很大的局限性，因此通常将多种树脂有机结合起来，提高其整体性能。水性涂料较溶剂型涂料而言，交联密度低，不利于阻隔腐蚀剂的进入，可将纳米粒子分散在水性涂料中，提高涂料防腐屏障作用和热稳定性，也可将聚苯胺(PANI)与树脂形成复合防腐涂料，凭借其高相对分子质量和在界面处形成绝缘保护层阻挡腐蚀反应的发生，提高涂层的防腐性。目前应用较多的新型水性防腐涂料有水性环氧树脂(WEP)防腐涂料、水性聚氨酯(WPU)防腐涂料、水性丙烯酸酯防腐涂料。

水性防腐涂料能火爆也有其原因的，以水性性聚氨酯防腐涂料为例，它具有优异的粘合性和柔韧性等特点。

将WEP、PU乳液与填颜料和助剂共混并研磨，制成的一种新型水性防腐涂料。该涂料综合了EP粘结力之强、耐水性和热稳定性好等特点和PU优良的柔韧性、成膜性等优点，使其有效应用于室外建筑防腐领域。

若将助剂研磨后与水性酚醛环氧树脂和PU共混，再加入纳米粒子等颜填料进行超声处理，过滤得高性能海洋防腐涂料。涂料中PU的氨基与金属形成氢键，起固化作用，且综合了酚醛环氧树脂高附着力、低收缩率等优点，使其更为高效地保护海洋工业建筑和机器。

上面两种是比较常见的水性防腐涂料，而我们甚至可以将聚醚多元醇和异佛尔酮二异氰酸酯等反应后，加入去离子水剧烈搅拌得到水性聚氨酯丙烯酸酯(WPUA)涂料。产物加入活性稀释剂和光引发剂制备出紫外光(UV)固化WPUA涂料。涂层的润湿性和疏水性均由接触角判断，该涂层接触角小于90°，变化区间为57.76°～63.96°，表明UV固化WPUA涂料对基体有优异的润湿性，并随活性稀释剂中丙烯酸丁酯的增加，涂层疏水性增加。扫描电镜和原子力显微镜观察到涂层表面平整光滑，这种形态和涂层出色的防腐性能，使UVWPUA涂料可应用于铁文物保护领域。

如果满足涂装环境条件，水性防腐蚀涂料也以应用于实际上可适用于几乎所有的大气腐蚀环境。只要我们在施工过程中加强对管理人员施工质量的监控，保证每道工序都符合技术要求，以便最终得到一个性能优异的防腐蚀涂层，这样水性防腐涂料将会具有极大的发展空间。