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水性透明防腐涂料采用溶膠-原位聚合的方法，制備出具有核殼結構的有機-無機雜化乳液，該技術從根本上解決了水性DTM（Direct to Metal）透明防腐涂層耐水性及成膜性差的技術難題，可替代油性防腐涂層，技術水平達到國際先進。 產品透明、水性化，不需要固化劑、溶劑，廣泛應用于橋梁、鋼構、船舶、機電、鋼材、無縫鋼管等，可完全替代同類進口產品；產品性能優異，干燥速度快，耐候性好，透明

模具是現代工業中不可缺少的關鍵裝備之一，市場潛力巨大。為避免模具過早失效，模具型腔及相對運動件表面必須具有高硬度及自潤性，以達到耐磨、減磨、耐蝕及抗疲勞的作用。因此,表面強化技術是充分發揮模具潛力、提高其使用壽命的一條行之有效的途徑，它是國內外模具工業與技術的主要發展方向之一。為此,東南大學研究了鍍液配方中主鹽、還原劑、絡合劑、穩定劑、分散劑等對模具表面鍍層的硬度、耐磨性、結合力、表面光潔度、耐腐蝕性等的影響規律，優化的納米改性層硬度為HV900以上，納米改性層與模具基體結合力大于150MPa，處理后表面光潔度不低于處理前；處理前后表面厚度變化小于30mm；納米改性后塑料成型模次提高30%以上。 /line此外，采用先進的反應磁控濺射離子鍍方法，研究開發了Ti－Al－C－N系納米復合硬質涂層，系統研究了碳含量，鋁含量，氮流量，沉積溫度和偏壓對涂層微觀結構和性能的影響。研究表明涂層的性能與微觀納米結構密切相關，通過工藝參數優化后的納米復合TiAlCN涂層具有HV2400的顯微硬度，同時具有0.2的低摩擦系數，并且具有良好的膜基結合性能和抗氧化性能。

成果與項目的背景及主要用途：機械鍍鋅是一種在常溫、常壓下利用化學吸 附沉積和機械沖擊作用，使金屬鋅粉在工件表面形成鍍層的工藝，它是 50 年代 初由美國 Tainton 公司的 Erith Clayton 發明的一種金屬構件表面防腐涂層技術。 一般機械鍍鋅產品可分為兩類：當鍍層厚度小于 25?m 時稱為 mechanical plating， 主要用于替代電鍍鋅產品；當鍍層厚度大于 25?m、小于 110?m 時稱為 mechanical galvanizing，主要用于替代熱浸鍍鋅產品。這兩類機械鍍涂層除厚度及用途上有 所區別外，鍍覆工藝基本相同。 機械鍍鋅工藝的突出特點是沒有氫脆，鍍層均勻，可處理復雜表面工件，并 且可以在鐵素體金屬、銅合金、不銹鋼及粉末燒結材料表面形成鍍層。機械鍍鋅 可以處理電鍍或熱浸鍍鋅很難處理的螺紋構件，是替代上述工藝進行緊固件處理 的有效防護技術。由于機械鍍鋅所具有的突出優勢，這使得機械鍍鋅技術在北美 洲和歐洲表面涂飾工業中獲得廣泛應用。目前，在國內的五金構件(如緊固件、 鋼釘及連接件等)防腐加工中也在不斷推廣應用機械鍍技術。 技術原理與工藝流程簡介：機械鍍鋅工藝原理是在室溫下，將活化劑、金屬 鋅粉、沖擊介質和一定量的水混合為漿料，與工件一起放入一個特制的滾桶中， 在滾桶轉動產生的機械能、促進劑化學作用及沖擊介質機械碰撞的共同作用下， 將經活化劑活化的金屬粉末不斷鍍覆到工件表面上，從而在金屬構件表面逐漸形 成光滑、均勻、致密的具有一定厚度的防腐涂層。機械鍍工藝流程包括以下步驟： (1)前處理(包括對工件表面進行除油、除銹、清洗等)；(2)鍍銅(包括閃銅、清洗 等)；(3)鍍錫(包括閃錫、清洗等)；(4)鍍鋅過程(包括逐步添加鋅粉、滾動沖擊等)； 126天津大學科技成果選編 127 (5)分離(包括磨光、沖洗、分離、烘干等)；(6)鈍化處理(包括鈍化液浸泡、清洗、 烘干等)。 技術水平及專利與獲獎情況：目前該技術處于國內先進水平。 應用前景分析及效益預測：機械鍍鋅工藝在金屬構件防腐領域具有很強的市 場競爭力，該技術具有以下突出特點；1）對工件機械性能沒有影響、沒有氫脆； 2）非常適合于小型金屬構件和具有凸凹表面的工件表面鍍覆，鍍層均勻質量高； 3）生產過程耗能少、成本低。試驗表明：機械鍍鋅的電耗僅為電鍍的 5％。而 鋅耗僅為熱鍍鋅的 30%-50%，成本遠低于熱鍍和電鍍；4）環境污染少、廢水容 易處理，是綠色潔凈生產技術；5）工藝范圍寬、鍍層性能較好。現代的機械鍍 鋅工藝，厚度可在 l0-100mm 之間任意調節，完成全過程的時間僅需 30-40min。 機械鍍鋅形成的鍍層外觀光滑，具有色調一致的銀白色，但色澤不如電鍍亮。 鍍層的耐蝕性能優良，相同厚度的鍍層，其耐蝕性處于電鍍鋅與熱鍍鋅之間，耐 中性鹽霧試驗 240 小時以上。機械鍍的另一個優點是可以形成合金鍍層及復合鍍 層。由于機械鍍工藝具有上述突出特點，因而在小型金屬連接件、零件及緊固件 等防腐加工領域具有廣泛應用。 應用領域：機械鍍鋅工藝適用于各種五金零件的表面涂飾和防護，如高強度 螺栓、螺釘、管件、射釘、鐵鏈等鐵基工件等，尤其適用于墊圈及彈性工件、射 釘、環鏈、鉸鏈、農用暖棚搭扣、水暖管件接頭等的表面防腐處理，這些五金件 主要遠銷美洲、澳洲、歐洲等國家和地區。 合作方式及條件：技術合作、轉讓和技術服務，設備銷售和產品加工。

金屬腐蝕是材料工業中很常見的材料變質行為，每年由于金屬腐蝕造成的直接經濟損失約占國民生產總值的1~4%。現有的防腐蝕體系在使用過程中會釋放出大量有毒有害的金屬離子，對環境造成嚴重污染。聚苯胺及其衍生物的毒性小，其防腐機制不僅僅是簡單的機械阻隔，更重要的是利用其可逆的氧化還原反應在金屬表面形成致密鈍化膜，從而抑制腐蝕因子的進攻。且具有修復劃傷、孔洞的能力，它可以對由于種種原因而造成的缺陷部位進行及時修補，防止腐蝕行為的進一步擴展。因此，聚苯胺可用作綠色長效防腐涂料。本項目運用乳液原位氧化共聚合、界面聚合等技術方法，研制出水性金屬防腐涂料或易分散聚苯胺防腐涂料，該涂料的防腐蝕性能和耐氣候老化性能十分突出。

HPE 鋼結構防腐涂料是由同濟大學材料科學與工程學院自行研發的高性能防腐蝕涂 料。該產品是專門用于建筑物鋼結構防腐保護的功能性涂料，具有良好防腐蝕功能，同 時還具有良好的裝飾性。該涂料為一底一面兩層，配套使用。可帶銹涂刷，省卻除銹和 涂刷防銹層的繁瑣，施工十分方便。可采用噴涂、刷涂等方法施工。用于各種大型公共 建筑物、石油化工企業建筑物和設備的防腐蝕保護和裝飾。 

該技術可以解決港口、碼頭棧橋鋼管樁及海洋平臺鋼樁現場腐蝕防護維修的問題，應用范圍廣，同時本技術對于減少維護費用、維持安全生產都有著積極的意義。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、成果簡介 海洋鋼樁由于長期被海水沖擊和浸泡，腐蝕十分嚴重，而鋼樁的腐蝕破壞往往會導致整座鋼結構設施由于安全性降低而提前報廢，造成隱患，縮短海洋鋼結構設施的壽命。一般海洋鋼結構飛濺區管樁部位在服役2～5年左右就要進行防腐修復，用來維持原有的承重及功能作用。 海洋鋼樁防腐修復技術具有以下特點： Ø 表面處理簡單 Ø 可現場水下施工 Ø 無需使用大型機具設備 Ø 機械強度高，可抵御百年一遇冰沖擊 Ø 耐候性強，使用壽命可達30年以上 Ø 環境友好，對環境無污染 該技術可以解決港口、碼頭棧橋鋼管樁及海洋平臺鋼樁現場腐蝕防護維修的問題，應用范圍廣，同時本技術對于減少維護費用、維持安全生產都有著積極的意義。

膨脹型防火涂料的有利之一就是使用較輕的重量和相對較薄的涂層就能獲得特定時間的隔熱效果。在性能穩定可靠的情況下，涂層越薄越有優勢。 一、項目分類 重大科學前沿創新 二、成果簡介 隨著社會經濟的發展和科技的進步，鋼結構建筑越來越多地涌現。鋼結構具有很多獨特的優點，如高強、高韌、抗震、輕質、價廉、體積小、不消耗土木、可工廠預制、建筑工期短等等。然而不耐溫也是鋼結構建筑的致命弱點。這就需要耐火性能高、施工方便、裝飾效果好的鋼結構防火涂料。而膨脹型防火涂料的有利之一就是使用較輕的重量和相對較薄的涂層就能獲得特定時間的隔熱效果。在性能穩定可靠的情況下，涂層越薄越有優勢。但在實際應用中發現超薄型防火涂料的防火性能不是很理想，而薄型防火涂料施工方便，價格較超薄型的低，既能滿足裝飾性需要，又能達到建筑設計防火規范要求，是鋼結構防火涂料的發展方向。 本項目包括水性室外薄涂型鋼結構防火涂料的配方及制備工藝。 技術特點： 1.與鋼構件有優良的結合力； 2.達到一定溫度時迅速膨脹形成絕熱保護層，在預期的耐火極限內可有效保護鋼結構； 3.在鋼構件受熱發生允許變形時，絕熱保護層不破壞，仍能保持原有的隔熱保護作用； 4.可根據使用鋼構的環境調節配方，改變涂層厚度及飾面效果； 5.生產工藝流程便捷，易實現異地生產； 6.安全無毒、經濟合理。 產品的主要技術指標： 產品技術指標均達到或超過了國家有關規范的要求，滿足國家標準（GB14907-2002）要求。

   簡介：本發明提供一種鍍鋅板的彩涂預處理及底漆涂覆相結合的水性無鉻表面處理液,屬于鍍鋅板的表面處理技術領域。該處理液成分質量百分比為:水性樹脂,20～60%;有機硅烷,0.5～1.5%;無機緩蝕劑,0.25～0.8%;封閉劑,0.1～0.3%;穩定劑,0.02～0.05%;溶劑為去離子水,余量。使用本發明所提供的表面處理液能夠在鍍鋅板表面形成一層致密的鈍化膜,其總體性能達到或超過鉻酸鹽鈍化膜的水平,同時由于其優異的耐蝕性能和附著力,涂覆的漆膜層可作為彩涂板的底漆直接在其上涂布面漆,簡化了鍍鋅板彩涂處理工藝,有利于降低成本;漆膜中具有片層結構的蒙脫土有利于阻隔氧氣和水汽與基板接觸,從而有效提高耐蝕性。

成果與項目的背景及主要用途：鋼鐵材料的腐蝕現象普遍存在于國民經濟的 116天津大學科技成果選編 各部門中，給社會發展帶來巨大的經濟損失和金屬材料資源的消耗。據統計，每 年鋼材腐蝕損失占鋼材總產量的 10%，經濟損失占國民經濟總產值的 2%?4%。 我國 2003 年對腐蝕最新調查表明，每年為腐蝕支付的直接與間接費用的總和估 計可達 5000 億人民幣，約占國民經濟總產值的 5%，2001 年因腐蝕損耗鋼材約 1500 萬噸。腐蝕也是導致設備失效、造成重大災難性事故和嚴重的環境污染的 重要原因之一，這在石油化工及電力能源領域尤為突出。因此，研究和開發先進 的防腐蝕技術對于經濟的可持續發展具有重要意義。 目前主要的鍍鋅工藝有：電鍍鋅(電鍍、離子鍍或離子注入等)、冷鍍鋅(機械 鍍、涂刷鍍等)、熱鍍鋅(包括熱浸鍍、熱噴涂鍍)。納米復合粉末滲鋅工藝是利用 熱處理中金屬原子相互滲透擴散的原理，在鋼鐵構件表面形成一種鋅/鐵合金保 護層，以防止環境腐蝕的一種新型防腐方法。與其它鍍鋅工藝如熱噴涂鋅、電鍍、 熱浸鍍鋅比較，粉末滲鋅工藝具有獨特的優勢，如工藝過程簡單、不污染環境、 耗鋅量低及節省能源等。滲鋅涂層均勻光滑，屬于冶金結合因而其結合強度高， 具有優異的耐腐蝕性和抗磨損特性等。 納米復合粉末滲鋅技術從工藝到設備研制完全采用國產的原料和設備，不需 要進口專用的原料和部件，具有自主的知識產權。該項目屬于投資少、生產成本 低和見效快的高新科技成果。經過近二年多的工業化生產探索實踐，證明該技術 的先進、合理和實用性，工藝過程穩定、技術成熟可靠。 技術原理與工藝流程簡介：納米復合粉末滲鋅技術屬于化學熱處理范疇，原 理為：將表面清潔的金屬構件埋入裝有沖擊粒子(SiO2)、金屬粉末(Zn、Al/Zn)合金 粉末、活化劑(NH4Cl)、促進劑稀土硅鐵粉末等組成粉末滲劑的密封容器中，放置 在爐中加熱并進行機械旋轉滾動；在活化劑與促進劑、以及機械滾動能和熱能的 共同作用，將金屬原子擴散滲入鋼鐵構件表面，形成均勻和致密的、具有一定厚 度的金屬化合物冶金擴散涂層。為了提高生產效率和降低生產成本，采用機械滾 動輔助加熱方式，以運動粒子和活性高的粉末不斷沖擊構件表面，加速熱傳導和 擴散速度并提高滲金屬效率。 與目前常用防腐工藝比較，其突出特點是：(1)涂層均勻性和致密性好、與 基體為冶金結合附著強度很高；(2)可實現鋅、鋁及鋅鋁復合等熱擴散涂層，耐 腐蝕能明顯高于電鍍、熱鍍與噴涂涂層；(3)將傳統化學熱處理的熱擴散溫度由 900-1100oC 高溫狀態降低到低溫 400-600oC 范圍、并縮短加熱保溫時間，生產過 程耗能明顯降低；(4)由于加熱溫度低對鋼鐵構件力學性能沒有影響；(5)設備投 資少、維護簡單及使用壽命長，節約能源及原材料，是一種低成本、高效率的綠 色生產技術。 生產工藝流程包括：除油→除銹→水洗→防銹→烘干(涼干)→裝加熱滲罐→熱 117天津大學科技成果選編 擴散過程→構件保溫冷卻至出爐→分離→鈍化→沖洗→干燥包裝成品。 技術水平及專利與獲獎情況：該項目已于 2004 年 6 月通過天津市科委組織 的鑒定，被認為達到國內領先水平。“納米復合粉末滲鋅防腐技術”是天津市科 委鑒定成果、登記號：津 20040241。 應用前景分析及效益預測：該技術在國內市場具有很強的競爭能力和應用前 景，其主要原因為：1)熱擴散涂層綜合性能高。與熱鍍、熱噴涂等比較，涂層具 有優異抗高溫氧化性、耐腐蝕性和耐磨損沖擊性；與物理及氣相沉積、離子化學 熱處理等比較，工藝簡單、設備投資少、成本低效率高，因而具有很好市場競爭 力。2)納米復合粉末熱擴散涂層工藝是自主開發新型技術，目前處于國內領先水 平。該生產工藝先進，能耗低，成本低廉，具有良好的技術和價格優勢。3)目前 我國大力促進清潔生產，為綠色表面熱擴散涂層生產技術創造很好的市場發展前 景。粉末滲鋅涂層與電鍍鋅和熱浸鍍鋅比較，具有節約原材料、生產過程沒有“三 廢”排放及涂層耐腐蝕性高的特點，在目前國家積極促進改造傳統電鍍和熱浸鍍 加工行業的形勢下，粉末熱擴散滲鋅涂層工藝將是替代上述傳統工藝的最有效防 腐技術。 我國 20 世紀 90 年代就進行了粉末滲鋅技術的產業化生產研究，但目前在國 內市場真正實現批量化滲鋅涂層產品加工的單位很少。利用該技術加工的產品價 格為 1700-2000 元/噸，消耗原料主要為鋅粉 1.4-1.5 萬元/噸，投資 80 萬元可以 建成一條年生產能力為 5000 噸的生產線，可處理工件長度為 4.5m，這樣年產值 可達 850-1000 萬元，利稅可達 255-300 萬元。 應用領域：納米復合粉末滲鋅技術在鋼鐵材料的防腐蝕方面具有廣泛的工程 應用前景，其主要應用范圍包括：（1）電力輸變電設備：電力、電信鐵塔構件； （2）郵電通訊工程：線路金具、輸線管件及部件防腐處理；（3）船舶制造：各 種緊固標準件、管件和錨鏈等；（4）建筑領域：馬鋼腳手架、五金及鋼釘等；（5） 航空航天：火箭發射架和飛機制造緊固件等；（6）海洋工程：搭建海上油田各種 構件；（7）石油化工：塔板、浮閥及填料等化工設備塔內各種構件；（8）工程機 械：各種五金標準件、鋼結構配件、水暖件等；（9）汽車制造：各種螺釘、螺母、 墊圈及配件等；（10）鐵路和高速公路：緊固件和高速公路上的護欄等。 合作方式及條件：技術合作、轉讓和技術服務，設備銷售和產品加工。 9 海洋生物材料——骨水泥

成果描述：一種水性環氧磷酸酯乳液涂料，主要組成是環氧磷酸酯樹脂、異氰酸酯固化劑、小分子量環氧磷酸酯乳化劑，通過高速乳化制成水性乳液；再混入顏料、促進劑等配制成涂料。 目前主要應用對象：通過自動沉積工藝在鋼質材料表面進行防腐處理（需要高溫固化）。 優勢：投入成本較低、漆膜防腐性能可以達到360h（耐鹽霧試驗），特別適于異型件的表面防腐處理。市場前景分析：化工市場。與同類成果相比的優勢分析：國內領先。