浅析：国内外主流功能性涂料介绍及其应用

功能性涂料是各种特殊用途涂料的总称。所谓特殊用途，是指除了防腐蚀保护作用以外，这类涂料还同时有一些特别的功能，以满足被涂覆产品设计上的需要及提升使用性能。可以说，正是一些在特殊环境里应用的产品功能方面的需要，促进了功能性涂料的研制和开发。随着现代科技进步，已经开发出的具有特殊功能的涂料，由于这种涂料的辅助，使许多产品和设备的功能得以充分发挥，这种功能涂料成为了工业涂料中不可缺少的一部分，下面介绍几种常用功能涂料。
　　
　　1.反射隔热节能涂料
　　
　　1.1技术原理：
　　
　　⑴反射隔热，主要反射400-2500nm的可见光和红外能量，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温。
　　
　　⑵阻隔隔热，以空心陶瓷微珠为隔热材料，在被涂物表面形成一层致密的真空层，可有效的阻隔太阳光辐射热和空气中热辐射的传导，减少被涂物的内部和外部的热量交换。
　　
　　⑶辐射隔热，通过辐射的，把吸收的太阳光线的热量以一定波长的红外线发射到外层空间，而达到良好的隔热降温的效果。
　　
　　1.2主要特征
　　
　　⑴光谱选择特性，能高效地反射太阳热，在400-1000nm反射率95%。
　　
　　⑵能将吸收的辐射能在8-13.5μm波段内，辐射至外层表面。
　　
　　⑶涂层耐老化，选用特种无机颜料，在最恶劣的自然环境中也会永久的保持炫丽色彩。
　　
　　⑷以水为溶剂，安全环保，生产和使用过程最环境无任何污染。
　　
　　⑸附着力强，涂层结合力好。
　　
　　1.3推荐用途
　　
　　以ZM99-01A17反射隔热节能涂料为例，作为优异的隔热涂层，适用于建筑，石油化工，冶金，交通运输，军事工程，航天工程等领域。主要用于隔热场合，涂层具有良好的附着力，施工简便，可用于钢、铸铁、镀锌、铝、铜、镁、钢筋混凝土，石材、木材、砖瓦、陶瓷、玻璃、纺织品、塑料、纸，及各种涂层表面。
　　
　　2.减阻节能管道防结蜡涂料
　　
　　减阻节能管道防结蜡涂料含有交替排列的多嵌段无机-有机聚合物和改善表面活性的填加剂，涂层表面平整光滑，具有突出的减阻防结蜡效果，涂层附着力高，化学稳定性好，耐磨。能承受管道的环境条件。
　　
　　2.1技术原理
　　
　　我国生产的原油大多是高粘、易凝、含蜡量高的原油。一般含蜡量为15-25%。在石油开采和储运过程中，由于温度、压力等到条件变化，蜡会从原油中大量析出沉积在抽油杆表面和输油管道和储油容器内壁上，降低产油能力、输油能力和储油能力，同时增加生产和储运过程中的能耗。
　　
　　研究表明，输油管道的结蜡现象除了受温度这个重要因素影响之外，管壁温差、原油成分、流速、管道表面特性等因素对输油管道的结蜡现象也有较大影响。其中管道内壁的表面自由能对蜡的粘附起着绝对重要的作用。蜡晶在吸附力作用下，粘附在管道内壁，并不断沉积，这种吸附力的大小取决于蜡晶与管壁之间的表面润湿性。如果在管道内壁涂敷一层改变表面特性的涂层，用以形成疏油表面，就可以使所输送的原油与管道内壁之间处于不润湿状态，极大地减小管壁与蜡晶间的吸附，防止从原油中析出的蜡在管道内壁的沉积。而且，涂层也减小了管道内壁与原油之间的相互作用力，明显降低沿程阻力，降低输油能耗。
　　
　　2.2主要特性
　　
　　⑴具有防腐、耐磨、抗冲击和良好柔韧性等复合功能。
　　
　　⑵涂层致密，无针孔。
　　
　　⑶表面光洁度高，降低输送阻力。
　　
　　⑷耐侯性好填料中含有紫外线吸收剂，提高了涂层的耐候性，延长了涂层的使用寿命。
　　
　　2.3推荐用途
　　
　　主要适用于管道内壁，可以大大增加输送量或降低管道输送压力，具有明显的经济效益。例如，钢管内表面喷砂处理后粗糙度为40-50µm，内涂后为5-10µm(内涂层干膜度为65-75µm)摩擦系数相应降低，可提高输量8%以上，同时大大降低了石蜡的体积。也可作为低表面能海洋防污涂料，用于船舶，石油钻井平台，及其他海洋工程中的钢结构和钢筋混凝土表面防止或减少海洋生物附着。
　　
　　3.高温节能远红外陶瓷涂料
　　
　　ZM99-01A12高温节能远红外陶瓷涂料是耐高温、高辐射率，高耐蚀性和高耐磨性的特种功能涂料，是北京泽马新技术有限公司采用纳米技术，有机-无机IPN技术聚合而成，比现有的涂料能耐更高的温度，节能效率高，更耐磨耐腐蚀而且与基体结合更牢的节能耐蚀特种功能涂料产品。
　　
　　工业窑炉，通常是工作在1000℃以上的高温炉，炉的结构材料主要是各种耐火材料如高砖砖、粘土砖、浇注料、陶瓷纤维等。它们既是炉体的结构材料，又是保温隔热材料，还参与辐射热交换过程，它们的热辐射性能和保温性能决定了窑炉的热效率。实践证明，使用ZM99-01A12高温节能远红外陶瓷涂料是提高耐火材料热效率的可靠办法，工业窑炉必须有这种涂料的协助，才能达到较高的能源利用率，实现节能降耗。
　　
　　3.1技术原理
　　
　　⑴采用过渡族元素氧化物和氧化锆、硅酸盐耐火材料，高温掺杂形成固溶体，既增加了杂质能级，提高红外辐射系数，又保持了相应的耐热性、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等优异性能。提高涂层的整体强度和致密性。
　　
　　⑵稀土元素氧化物(如Y2O3)的掺入能提高反应物的活性，同时也是掺杂和稳定涂层结构的优选材料。
　　
　　⑶基料：采用泽马涂料公司自行研发的具有较高的可见光和近红外光反射率、较高的热红外发射率和高温稳定性等特殊性能，同时还具有良好的物理性能、化学性能和施工性能的基料。
　　
　　3.2性能特点
　　
　　⑴涂层结构致密，可隔开腐蚀气氛。
　　
　　⑵与基体结合力强，涂层能渗透基体形成过渡层和涂层的结构，耐机械冲击和热冲击。
　　
　　⑶高强度、耐磨、耐腐蚀、耐高温。