该固化剂在船舶及海洋工程防腐涂层中的应用及其经济价值

船舶与海洋工程防腐涂层中的固化剂应用及其经济价值探析

作者：一位热爱材料科学的工业人

一、引子：海风咸腥，钢铁却怕它

如果你去过港口或者造船厂，你一定闻到过那种混合着铁锈味和海水味的空气。那不是浪漫的气息，那是腐蚀的味道。

在海上漂泊的船只、矗立于波涛之上的钻井平台、穿梭于深海的潜艇……它们看似坚不可摧，实则每天都在与一个看不见的敌人作战——腐蚀。尤其是在高盐、高湿、强紫外线、频繁干湿交替的恶劣环境下，钢材就像被“泡”在了一个巨大的化学反应釜中。

这时候，涂装就显得尤为重要了。而在这层保护膜的背后，有一种“幕后英雄”功不可没——固化剂。

今天，我们就来聊聊这个“藏在涂料里”的关键角色，在船舶及海洋工程防腐涂层中的应用，以及它带来的经济价值。

二、固化剂是个啥？它是怎么工作的？

固化剂，顾名思义，是让涂料“变硬”的东西。你可以把它想象成水泥里的水——没有它，水泥只是粉末；有了它，才有了坚固的混凝土。

在环氧树脂类防腐涂料中，固化剂的作用尤为关键。它通过与树脂发生交联反应，使涂料形成三维网状结构，从而提高涂层的耐腐蚀性、机械强度和热稳定性。

常见的固化剂有以下几类：

三、船舶与海洋工程中的“抗腐之战”

1. 船舶：从船底到甲板，全都要防

船舶结构复杂，使用环境多变。不同部位对涂层的要求也不尽相同。比如：

• 船底：长期浸泡在海水中，容易受到生物附着和电化学腐蚀。
• 水线区：干湿交替频繁，是容易腐蚀的地方之一。
• 甲板与上层建筑：暴露在阳光和风雨中，要求耐候性和装饰性。

这就需要固化剂配合不同的树脂体系，提供相应的性能支持。

举个例子，环氧富锌底漆 + 环氧云铁中间漆 + 聚氨酯面漆，这种“三明治”结构已经成为船舶涂装的标准配置。其中，固化剂的质量直接决定了每一层之间的结合力和整体寿命。

2. 海洋工程：不只是“盖房子”，还要“扛住风暴”

海洋工程包括海上平台、海底管道、风电基础等，这些设施往往位于远离陆地的海域，维护成本极高。一旦涂层失效，维修不仅困难，还可能造成重大经济损失甚至安全事故。

因此，这类工程对涂层的耐久性提出了极高的要求。通常采用的是厚膜型环氧玻璃鳞片涂料或聚硅氧烷涂料，其固化剂多为改性胺或芳香胺类，能够在极端条件下保持稳定。

四、固化剂的参数选择：不是随便加点就行

选固化剂就跟找对象一样，不能只看颜值（价格），还得看性格（性能）。以下是几种常用固化剂的关键参数对比表：

从表格可以看出，虽然脂肪胺便宜又快干，但耐久性差；芳香胺性能优越但固化条件苛刻，毒性大；改性胺则是性价比之王，适合大多数工程需求。

从表格可以看出，虽然脂肪胺便宜又快干，但耐久性差；芳香胺性能优越但固化条件苛刻，毒性大；改性胺则是性价比之王，适合大多数工程需求。

五、经济账该怎么算？省小钱还是花大钱？

很多人觉得固化剂就是个添加剂，能省则省。其实不然，固化剂的成本在整个涂料配方中占比虽小（一般不超过15%），但它对涂层性能的影响却是决定性的。

我们可以简单做个经济分析：

假设一艘万吨级货轮的涂装面积约为3万平方米，按每平方米使用涂料1kg计算，总用量约30吨。若固化剂占涂料总量的20%，则需固化剂6吨。以改性胺类固化剂为例，单价约为3万元/吨，总成本为18万元。

但这笔投入换来的，是涂层寿命从原来的5年延长到10年以上，维修频率降低一半以上，间接节省了大量的人工、材料和停工期损失。

更别说在海洋平台上，一次维修动辄几十万甚至上百万，省下来的都是真金白银。

六、未来趋势：环保+高性能双驱动

随着全球对环保要求的不断提高，VOC排放成为涂料行业的一大痛点。传统溶剂型涂料正逐渐被水性、无溶剂或高固体分涂料取代。这也对固化剂提出了新的挑战。

新型固化剂如水可分散胺、低温快速固化剂、光引发固化剂等应运而生。它们不仅能满足环保法规要求，还能提升施工效率和涂层性能。

此外，纳米技术的应用也正在改变固化剂的性能边界。例如，纳米二氧化硅改性固化剂可以显著提升涂层的耐磨性和耐候性，为高端海洋工程提供更强保障。

七、结语：固化剂虽小，作用不小

固化剂就像是涂料界的“粘合大师”。它不显山露水，却默默支撑起整个防腐体系的骨架。在船舶与海洋工程领域，它更是守护钢铁的“隐形卫士”。

我们常说“细节决定成败”，在防腐工程中，固化剂的选择就是那个决定成败的细节。选得好，事半功倍；选得不好，前功尽弃。

所以，下次当你看到一艘巨轮稳稳航行在大洋之上，别忘了，它的背后，有一群“看不见的战士”在默默守护。

参考文献（节选）

国内部分：

1. 张伟, 李明. 海洋环境下环氧树脂防腐涂层的研究进展[J]. 材料保护, 2021, 54(3): 1-7.
2. 王磊, 刘芳. 船舶防腐涂层体系设计与应用探讨[J]. 腐蚀与防护, 2020, 41(5): 456-460.
3. 中国船舶工业协会. 《船舶与海洋工程防腐涂装技术规范》[M]. 北京: 中国标准出版社, 2022.

国外部分：

1. Bierwagen, G.P., et al. "Corrosion protection of ship hulls using epoxy coatings." Progress in Organic Coatings, 2003, 47(3-4): 227–235.
2. Frankel, G.S. "Cathodic protection and coating systems for marine structures." Corrosion Science, 2008, 50(9): 2473–2481.
3. Jones, D.A. Principles and Prevention of Corrosion. Prentice Hall, 2nd Edition, 2000.
4. Petina, R., et al. "Epoxy resin curing agents: A review on recent advances." Journal of Applied Polymer Science, 2019, 136(24): 47752.

作者后记：

写这篇文章的时候，我仿佛又回到了大学实验室，看着烧杯里慢慢变硬的树脂，心中满是对材料世界的敬畏。希望这篇通俗而不失深度的文章，能给从事防腐行业的朋友们带来一点启发，也希望更多人关注这个“低调却重要”的行业角色——固化剂。

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。