钛合金纳米涂料在机械工业中的应用

中国轴承网发布时间:2008/11/04

——长沙科星纳米工程技术有限公司辛湘杰
1．机械装备业已成为我国成果丰硕的主导产业，并已步入最佳发展时期

机械行业跟固定资产投资增速关系密切，预计“十一五”期间我国保持较高经济增速。在振兴装备政策推动和外销强劲增长拉动下，机械行业将继续朝着持续向上的方向健康发展。预计未来五年，行业复合增速仍将保持在18%以上，机械装备进入最佳发展时期。世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、日本、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。随着中国重化工业进程的推进，中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口。目前，机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移，并将持续受益；电站设备、工程机械、机床等将受益于产业转移，加快出口进程。2006年我国机械工业总产值突破5万亿元大关，达到54717.77亿元，同比增长30.06%；工业增加值14370.83亿元，同比增长32.12%。全行业连续四年以超过20%以上的速度快速平稳发展。据统计，机械行业主营业务收入52984.69亿元，同比增长29.57%；产品销售率97.63%，产销衔接良好。在统计的95种主要产品中，84种产量超过上年，占88.42%，其中以两位数增长的65种，占68.42%。我国机械装备业加速拓展国际市场，机械装备业已成为我国出口创汇的行业主体。

中国机械工业联合会2007年经济运行情况发布会上介绍，2001年我国机械装备自给率为71%，几年中该项指标持续发展，到2007年底已经超过82%。另外，我国从2006年起机械工业已由净进口变为净出口。2007年我国机械工业外贸出口增长40.74%，比进口增速高出20.67%。据介绍，前11个月我国机械工业实现贸易顺差225亿美元，占同期全国外贸顺差的9.43%。继中联重科与印度工程总承包行业巨头ABG公司签下亿元订单而一举打破我国重机行业单项产品出口的最大纪录后，三一重工、山河智能、三一重工等国内知名工程机械制造企业纷纷传来喜讯，产品频频进入国外市场。而以前机械工业一直是中国外贸的最大逆差行业之一。虽然总体落后于发达国家，但我国机械产品在中低端具有明显的性价比优势，出口空间非常大。

2．出口设备及恶劣环境如海洋、矿山等环境机械设备防腐涂料性能有待提高

目前我国重防腐涂料的性能及环境适应性较差，能达到耐腐蚀10年以上的产品少之又少，与国外产品比较差距很大，技术含量较低。出口机械设备、海洋工程设备、大型钢结构对重防腐涂料的要求很高，也很迫切，但国产重防腐涂料的技术性能、施工性能等均不能满足用户需要，甚至出现过严重的质量问题，比如长沙某工程机械公司出口设备因涂装问题，经过海洋运输到达德国后，涂层剥落，基材生锈，赔款57万美元。

目前，我国许多重大工程项目所需要的重防腐涂料都被外资企业和国外涂料所控制，造成很大被动，一些工程机械出口被迫采用腊封等措施。

纳米级颜料和填料用于涂料生产是近年来研究和开发的热点，国内外相关报道较多，但真正工业化的报道却很少。因此，通过试验探索出一条利用钛钽合金纳米、钛合金纳米及其他纳米材料制作的高性能防腐涂料，以提高我国重防腐涂料性能和自给率的研究十分紧迫和必要。

从发展的趋势看，纳米涂料的生产成本虽然较普通涂料高，但它的综合性能较普通涂料显示出特殊的优异性，其良好的性价比预示着它有潜在的经济价值，通过纳米技术对防腐涂料进行改性是目前提高涂料防腐效果的最有效的技术手段，纳米涂料已成延缓腐蚀的最佳选择。

机械装备特别是工程机械设备往往需面对较为恶劣的工作环境，机械装备表面需加上能耐酸碱、盐雾、海水、磨损、冲击等极端恶劣条件的涂层，以延缓机械装备腐蚀，增长装备使用寿命。
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3．科星纳米产品特点及优势

产品综合了钛（钛钽）合金及纳米材料的双重卓越特性，具有极优异的耐腐蚀、耐磨、耐候、耐老化，耐油、耐污染、附着力强，高强度、高韧性、高热稳定性等综合技术性能（详见表1），其中耐盐雾、耐酸碱盐、耐海水、耐磨等主要技术指标已达到和优于国际同类产品先进水平；又便于施工和涂装：对涂装表面处理要求低，可常温带锈施工，湿面施工，与锈面、湿面及旧漆面附着力强，可实现底面合一，快涂重涂，提高工效，降低涂装费用，并仍能满足苛刻环境条件要求；还与人体、环境良好的相容性：完全无毒，抗菌、耐污染、防紫外线、防静电，因而是一种优异的高效、长效、无毒的特殊防腐涂料，其综合性能完全可与国外高性能同类产品媲美，但其价格（按保守计）仅是其三分之一到五分之一，性价比高得多。国外某研究单位的纯钛纳米聚合物（非晶体）涂料的耐磨性能难与我公司产品相比（尤其在耐热条件下的附着力等指标），而单价却高出80%。我公司研制出钛合金纳米涂料经两院院士师昌绪、解思深等为主要鉴定专家鉴定为“国内外首创、达到国际先进水平，防腐性能优于目前已知的重防腐涂料品牌”，因此，本产品在国内外市场具有非常明显的竞争优势，完全具备替代进口和出口的可能性。

自从本公司纳米重防腐涂料研制成功后，以其高抗渗透性、耐蚀、耐磨，增强表面强度的特点和低于国外高档产品的价格，受到了市场的广泛欢迎，被评为2005年度国家重点新产品。用纳米防腐材料涂覆的物品既耐沸水又能在海水中浸泡10年不损，是目前海洋船体防腐蚀涂料中效果最为理想、最具发展前景的防腐涂料。已广泛应用于三一重工、山河智能、中联重科、郴粮机械、赛尔风机、山东烟工等机械设备行业，尤其是因为山河智能涂装了近万台挖机，出口了几千台,在巴黎博览会获得高度评价。山河公司对我公司涂料评价是:“我公司自2005年8月使用长沙科星纳米公司生产的稀有金属钛合金纳米材料及涂料，主要用于出口工程机械、港口机械的涂装防腐。经一年多的应用实践证明，我们认为稀有金属钛合金纳米材料及涂料具有独特的防腐性能，特别是耐酸、耐碱、耐盐雾等性能均大大优于普通重防腐涂料，完全能胜任抵御海洋腐蚀的重任。受到我司客户（特别是欧洲客户）的好评。该产品具有良好的发展前景。”

钛合金纳米涂料优越的耐蚀性是因为它作为一种高耐蚀性活性添加剂使涂料具有纳米粒子、钛合金的防腐优势，同时具有特殊网络结构所致。

表1 两种钛合金纳米涂料与国外相关产品耐蚀性能的比较

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4.应用指导

应用于比较恶劣的腐蚀环境中，诸如海洋大气、矿山、化工、冶金、食品等机械行业，特别适用于既防腐，又兼耐磨，耐热、抗老化等场合。

我们可为用户提供涂装设计，尤其对工作在恶劣环境中的机械装备，对出口机械设备提供优良的涂层保护，确保设备稳定、可靠、长效的腐蚀防护。

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