红外固化粉末技术在海洋防腐涂装中的应用丁基橡胶
2022-06-27 22:46:15 华耀机械网
红外固化粉末技术在海洋防腐涂装中的应用
作者：李增民 田炳樟 王依一 陈菁 李宝玲
海洋是人类的蓝色资源宝库，同时又是一个腐蚀性极强的环境。21世纪，许多国家都不约而同地把视线转向了海洋，海洋装备的防腐涂装技术研究已成为各国在海洋实力竞争中的焦点。海洋工程设施及船舶制造领域对材料腐蚀控制的研究一直是一个世界级的难题okmart.com。
一、海洋防腐技术与应用中面临的困境
钢结构锈蚀是影响海洋工程装备发展的一个重要因素。目前全世界每年钢铁至少有10%以因为生锈而被腐蚀，发达国家因金属材料腐蚀损失约占国民生产总值的2%—4%，我国约为每年6000亿元人民币。金属材料的海洋性锈蚀造成的损失所占比例更高。
海洋工程及船舶制造维护中防腐涂装技术工艺具有非常重要的地位。海洋装备的防腐涂装技术一直延续着传统的涂装工艺和技术，至今未有突破性的技术变革。传统的防腐涂装主要是以溶剂型防腐涂料为代表的涂装技术和工艺，全世界每年的有机溶剂挥发量达80万吨、约合30多亿元，不仅带来了巨大的环境污染，也造成了大量的资源浪费。溶剂型防腐涂料技术工艺主要存在的问题是：海洋环境对于海洋基础设施包括各类海洋工程、舰船船体甲板、护栏、海上桥梁、各类管线及近海受海洋环境影响较大的各类设施的防腐涂装成本极高、年度防腐维护费用及工程量大、防腐维护周期短、施工工艺复杂、施工人员多、施工质量难以程序化控制等问题。这些问题严重制约了海洋工程装备的发展。
目前，海洋资源空前规模的开发对海洋防腐涂装技术提出了新的要求：开发高性能、低耗能及生态环保型的防腐涂料及涂装技术成为世界各国追逐的关键技术之一。海洋防腐技术必须要有突破性的变革，才能彻底改变目前海洋防腐技术应用所处的困境，才能使海洋防腐进入一个全新的技术领域。
据了解，该技术的开发应用已引起各国同行的高度重视。
二、具有变革意义的“海洋红外固化粉末防腐涂装技术”
如何对大型设备实现粉末涂料的现场涂装固化，是世界各国都想解决的难题。这一技术难题的解决，将会带来涂装行业的一场革命，特别对海洋防腐具有十分重大的意义。上海集浪能源科技有限公司专门成立了粉末涂料、红外辐射、粉末涂装工艺三位一体的海洋防腐涂装研发中心。
1. 海洋防腐涂装技术
粉末涂料：以粉末粒子形态涂装并固化形成的涂层。作为无溶剂涂料，粉末涂料在生产和涂装过程中没有溶剂释放、污染少、符合环境保护要求；涂装过程中喷溢粉末可回收再利用，有利于节省资源；粉末涂装易实施自动化施工，可提高劳动生产率，施工效率高；在生产和施工中不使用有机溶剂，安全、卫生。符合国际上提出的“4E”（经济、高效、生态、能源）原则。粉末涂装工艺简单，涂层性能优异。结合海洋腐蚀的特点，选择聚酯和聚氨酯涂料。对聚酯和聚氨酯粉末涂料的配方进行优化，可形成无囊空、高质量的防腐涂层。
红外辐射固化工艺：辐射固化是将热能转换成具有热效应的电磁波——红外线辐射到工件上进行粉末固化的方法。红外线辐射到物体表面时，出现三种情况：一部分在物体表面被反射，一部分为物体所吸收，其余部分透过物体。被物体吸收的红外线辐射能量就转化成热能，使物体升温。被吸收的越多，物体的温度升得越快，采用红外线辐射固化粉末涂料正是利用这个特性。红外线可促进人体血液循环，对人体无害。
在粉末固化的红外波段选择上，充分应用吸收理论，内外迅速同时固化。由于粉末固化时无溶剂挥发，不会象液体涂料一样产生囊空，可形成高质量的防腐涂层，海水和盐雾很难浸透，可对船舶和海洋工程设施起到长期的、有效的防腐保护作用。
粉末涂装工艺简单：粉末涂装工艺与传统的涂装工艺相比，粉末涂装工艺相当简单。船舶和海洋工程的粉末涂装工艺：前处理（打磨或喷丸或高压水除锈）→静电喷粉→红外辐射固化（移动粉末固化炉）→修补。
因此，采用红外辐射粉末固化涂料技术，是解决海洋防腐的有效途径之一。
海洋防腐涂装研发中心根据海洋防腐特点经过五年努力，研发出一种具有工艺简单、成本低、节省能源、减少污染、结合牢度高、涂层性能优异的环保型涂料，可形成无囊空、高质量的防腐涂层，室外防盐雾能力可达10年以上，防海水腐蚀能力可达同类油漆涂层的2倍以上，解决了目前海洋防腐涂装中的技术难题，并已经开始实际应用。
2. 自主知识产权：
上海集浪能源科技有限公司已取得了诸多的自主知识产权：“一种喷涂粉末并固化的集装箱（专利号：200720144040.9）”，“ZM节能红外固化炉（专利号：200710144025.4）”，“便携式远红外辐射加热干燥装置（专利号：200620039243.7）”。
三、红外固化粉末防腐涂装技术的应用
粉末涂装有了先进的固化设备，可以对船舶和海洋工程进行现场涂装固化，这是很有发展前景的。与传统的涂装相比，具有工艺简单、成本低、节省能源、减少污染、涂层性能优异等特点，将带来涂装行业的新革命，特别对于海洋防腐、海洋发展具有极为重要的意义。我们将不断地努力，把粉末涂装在海洋防腐上的应用进一步细化、具体化，为我国的海洋发展作出贡献，使我国的海洋防腐涂装走在世界前列。
1. 应用范围
可移动式粉末固化炉可在船舶和海洋工程很多方面进行应用。其中包括在船舶船舱内部、船舶外表面、海上石油钻井平台、海上大桥、海上指示灯塔以及其它海上设施（海上风力发电场，港口码头，大型港机等）海上对防腐要求较高的各种设施上使用。
2. 应用方案
上海集浪能源科技有限公司依托这些自主知识产权开发的大型红外全波粉末固化炉窑已成功应用于集装箱等大型构件的粉末喷涂固化，可形成高质量的防腐涂层，海水和盐雾很难浸透，可对船舶和海洋工程设施起到长期的、有效的防腐保护作用，固化和节能效果显著。其中在关键技术如红外全波辐射，红外辐射元件等技术达到国际领先水平。具备了独立设计和生产大型红外工业炉窑的能力。
上海集浪能源科技有限公司已研制成功用于在室内外现场施工的大型可移动式粉末固化炉（已申请国家专利）；并具有自己独特的施工工艺，可对室内外的钢结构进行现场涂装。船舶和海洋工程设施，由于体积庞大，结构复杂。其防腐涂装工艺必须首先打破传统的思维模式，经过充分的分析和讨论，我们研制了大型可移动式粉末固化炉，采用红外辐射固化粉末，可将炉体设计为敞开式或半敞开式。对船舶和海洋工程的粉末涂装，采用半敞开式红外固化炉，固化炉围绕船体和海洋工程表面移动，就可实现其粉末固化。
3. 应用案例
2007年4月，上海集浪能源科技有限公司已经为上海海盛特种金属箱制造公司研制成功了世界首例集装箱粉末固化炉（固定式）。经上海市质量监督检验技术研究院检测结果表明，完全符合集装箱生产工艺要求，与传统工艺相比，本项目节能70%，固化时间缩短为10分钟，涂层寿命延长一倍。经国家查新机构查新，本项目产品的固化技术达到了国际先进水平。打开了粉末涂装在海洋重装备与大型钢结构上应用的道路。
四、高转认定后的成果转化进程
1. 红外粉末固化技术成果在转化过程中得到了上海市高新技术成果转化服务中心的极大关注和支持，对项目的迅速转化起到了关键作用。2007年红外粉末固化技术被上海市高新技术成果转化服务中心认定为上海市高新技术成果转化项目。上海市高新技术成果转化服务中心在科技政策与成果转化两方面给本成果给予了专业化的优质服务，使得本成果最大限度的缩短了成果转化进程。
3.应用案例
2007年4月，上海集浪能源科技有限公司已经为上海海盛特种金属箱制造公司研制成功了世界首例集装箱粉末固化炉（固定式）。经上海市质量监督检验技术研究院检测结果表明，完全符合集装箱生产工艺要求，与传统工艺相比，本项目节能70%，固化时间缩短为10分钟，涂层寿命延长一倍。经国家查新机构查新，本项目产品的固化技术达到了国际先进水平。打开了粉末涂装在海洋重装备与大型钢结构上应用的道路。
四、高转认定后的成果转化进程
1.红外粉末固化技术成果在转化过程中得到了上海市高新技术成果转化服务中心的极大关注和支持，对项目的迅速转化起到了关键作用。2007年红外粉末固化技术被上海市高新技术成果转化服务中心认定为上海市高新技术成果转化项目。上海市高新技术成果转化服务中心在科技政策与成果转化两方面给本成果给予了专业化的优质服务，使得本成果最大限度的缩短了成果转化进程。
2.2008年10月9日，上海东部科技成果转化有限公司与上海集浪能源科技有限公司签订了孵化协议，成为上海东部科技成果转化有限公司的第一批孵化企业。孵化协议签定后，本项目在市场推广应用及产业化过程中得到了更加专业的服务和推进，使得本项目在很短的时间内已与多家用户签定了改造合作协议。
3.通过专业化的科技服务，红外粉末固化技术在短时间内实现了成果转化并在产业化过程中得到迅速成长，使得项目在最短的时间内形成了核心竞争力和大规模应用的客户群，也同时促进了该项目的大规模生产应用能力。这对我国海洋防腐涂装技术的发展将起到重要作用。目前正在进行的合作主要有：浦东国际机场、浦东新区公路管理署、上海钢结构有限公司等等，项目产业化进程非常良好。
上海集浪能源科技有限公司目前正积极拓展在海洋工程设施、船体、公路护栏、军用设施及海上桥梁等产业领域的应用。