成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高，具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和扩散速度并提高渗金属效率。与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是： (1)涂层均匀性和致密性好、与基体为冶金结合附着强度很高； (2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层； (3)将传统化学热处理的热扩散温度由900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过程耗能明显降低； (4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响； (5)设备投资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防腐技术。我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括： （1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理； （3）船舶制造：各种紧固标准件、管件和锚链等； （4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等； （5）航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等； （6）海洋工程：搭建海上油田各种构件； （7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件； （8）工程机械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等； （9）汽车制造：各种螺钉、螺母、垫圈及配件等； （10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。

                    粉末二氧化硅 LK925 补强性好、耐摩擦   橡胶用传统二氧化硅，主要应用于日常生活中橡塑补强剂、鞋业制品、家用电动车轮胎、电线外皮层等领域 LK955-1 分散性高、绝缘性好 LK955-2 绝缘性优异、补强性好 LK975 摩擦性好、补强性优异 LK955-1A 分散性优异、摩擦系数低 造纸、皮革等领域 LK965A 消光性优异、分散性优异、摩擦系数低 高端涂料等领域 LK965B 消光性好、易分散 木器、塑料、皮革等领域 LK955GXJ 透明度高、强度大 硅橡胶专用二氧化硅，可增强其韧性与强度 LK958GXJ 分散性优异、强度大 LKSILM10 流动性好、耐酸、耐碱   抗结块剂专用二氧化硅，主要防止粉末涂料结块、涂层及塑料薄膜粘连，也可在农药可湿性粉剂里的运用，可防止结块及扩散增溶 LKSILM90 摩擦系数低、流动性好 LSILP245 流动性优异、容易扩散、具有一定吸附性 LKSILP300 流动性优异、摩擦系数低、吸附性能优异 LK25 可根据客户需求定制 其它特殊用途二氧化硅

水性电磁波屏蔽涂料从建筑的角度进行空间电磁环境污染控制，达到（l）减少外界电磁辐射对建筑物内工作的电子电器设备的电磁干扰，保证设备的正常运行。（2）保护建筑物内的人员不受外界电磁环境污染的危害。（3）降低建筑物内电子电器设备对外界产生的电磁环境污染，同时可帮助解决电磁信息泄密问题。可对政府、军事及各企、事单位重要部门的办公室、机房、保密室等建筑及建筑内的电子电器设备进行抗电磁干扰、防信息泄密以及抗电磁污染的电磁屏蔽处理，也可解决民用建筑抗周围空间电磁辐射污染问题，如各种基站附近的民用建筑等。 传统的建筑物电磁屏蔽材料为镀锡钢、铝和铜等板材、网材，具有造价高、施工不便、增加建筑重量等缺点。而水性电磁屏蔽涂料以建筑涂料形式代替金属，可以在建筑施工时把电磁屏蔽涂料涂覆于屋顶、墙壁及地板等表面，构成了一个建筑屏蔽系统，解决建筑电磁环境的空间污染问题。具有施工方便快速、重量轻、造价低以及建筑后期处理容易等优点。可以快速、方便的对具有电磁污染的建筑及建筑内电子电器设备进行电磁屏蔽处理，解决建筑电磁环境的空间污染问题。 本项目为建设部科研攻关项目“建筑电磁环境污染防治研究”的子项目，并获建设部二等奖，同时有关内容写入了建设部行规当中。 该水性电磁屏蔽涂料的电磁屏蔽效能达到30-50dB，同时满足涂料相关的物理环境指标，是满足国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》的环保涂料。 主要技术指标： 该水性电磁屏蔽涂料的电磁屏蔽效能达到30-50dB，同时满足涂料相关的物理环境指标，是满足国家标准《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》的环保涂料。 应用范围： 防电磁污染、电磁屏蔽行业是该产品的应用领域，市场非常大。

水性涂料是由水性树脂、颜填料和助剂共同配制而成，由于以水作为分散介质，水性涂料具有施工安全、低 VOC 等优点。研究和开发水性涂料具有很高的经济效益和社会效益。2013~2016 年水性涂料的市场份额保持增速，随着环保政策的出台，预计到 2020 年市场水性涂料占比将达到 54%。在水性涂料中，水性丙烯酸树脂涂料使用量最大，占所有水性涂料 70%以上，其主要应用领域包括建筑装修和工业涂料等方面。

水性涂料是由水性树脂、颜填料和助剂共同配制而成，由于以水作为分散介质，水性涂 料具有施工安全、低 VOC 等优点。研究和开发水性涂料具有很高的经济效益和社会效益。 2013~2016 年水性涂料的市场份额保持增速，随着环保政策的出台，预计到 2020 年市场水 性涂料占比将达到 54%。在水性涂料中，水性丙烯酸树脂涂料使用量最大，占所有水性涂 料 70%以上，其主要应用领域包括建筑装修和工业涂料等方面。 水性树脂对于水性涂料性能起着关键作用。我国水性树脂的年消耗量达数百万吨，但大 多数为中低档产品，高档水性树脂基本依赖进口或依赖国外技术。本项目采用预乳化核壳乳 液聚合技术制备了单组份、室温固化聚合物乳胶，成膜性能优良，安全环保，技术成熟，可 用于配制各种水性涂料，符合目前越来越苛刻的环保要求，市场前景看好。 主要性能指标： （1）乳胶外观：淡蓝色乳状液； （2）固含量：≥ 40%； （3）干燥时间（25℃）：表干 30 分钟，干透 7 天； （4）25℃下成膜，可不加成膜助剂； （5）铅笔硬度：1H~2H； （6）柔韧性：通过 1 mm 弯曲测试； （7）耐水性：泡水 72 小时，无发白现象，吸水率 5%左右； （8）耐酸碱、调味剂、洗涤剂：数小时不起泡、不变色。

金属腐蚀是材料工业中很常见的材料变质行为，每年由于金属腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的1~4%。现有的防腐蚀体系在使用过程中会释放出大量有毒有害的金属离子，对环境造成严重污染。聚苯胺及其衍生物的毒性小，其防腐机制不仅仅是简单的机械阻隔，更重要的是利用其可逆的氧化还原反应在金属表面形成致密钝化膜，从而抑制腐蚀因子的进攻。且具有修复划伤、孔洞的能力，它可以对由于种种原因而造成的缺陷部位进行及时修补，防止腐蚀行为的进一步扩展。因此，聚苯胺可用作绿色长效防腐涂料。本项目运用乳液原位氧化共聚合、界面聚合等技术方法，研制出水性金属防腐涂料或易分散聚苯胺防腐涂料，该涂料的防腐蚀性能和耐气候老化性能十分突出。

可以量产/n该成果利用我国广泛的矿产资源制造铸造行业需要的铸造涂料，产品 用于铸造行业，能替代昂贵的锆英粉涂料，产品耐火度达1800 度以上， 2h 悬浮率达 96％以上。经实验，涂料中各组分按重量百分比如下：400～600 目耐火粉料占 44～55％，钠基膨润土 1.30～1.45％，水 0.45～0.60％，聚乙烯醇缩丁 醛 0.5～0.7％，热塑性酚醛树脂 1.4～1.6％，乙醇 41～52％。制备方法： 1)按比例称取各原料；2)先将钠基膨润土和水碾压预处理成膏状物；3)将 400～600

HPE 钢结构防腐涂料是由同济大学材料科学与工程学院自行研发的高性能防腐蚀涂 料。该产品是专门用于建筑物钢结构防腐保护的功能性涂料，具有良好防腐蚀功能，同 时还具有良好的装饰性。该涂料为一底一面两层，配套使用。可带锈涂刷，省却除锈和 涂刷防锈层的繁琐，施工十分方便。可采用喷涂、刷涂等方法施工。用于各种大型公共 建筑物、石油化工企业建筑物和设备的防腐蚀保护和装饰。 

成果简介：普通钢结构在 540 度左右，就损失了它的结构强度,就算是混凝 土结构，在 600 度以上高温也迅速损失其强度。采用防火涂料对钢结构进行 防火保护，可将钢结构的耐火极限从 0.25 小时提高至 2.0 小时以上。根据 钢结构的不同型式、不同部位以及相应的耐火极限要求，应选用不同类型的钢结构防火涂料加以涂覆保护。根据钢结构防火涂料的施工技术规范要求 （CECS 24:90标准），对外观装饰性要求较高的钢结构（主要指轻钢结构的 梁、网架和屋架），一般选用薄涂型的膨胀型钢结构防火

项目成果/简介:水性涂料是由水性树脂、颜填料和助剂共同配制而成，由于以水作为分散介质，水性涂 料具有施工安全、低 VOC 等优点。研究和开发水性涂料具有很高的经济效益和社会效益。 2013~2016 年水性涂料的市场份额保持增速，随着环保政策的出台，预计到 2020 年市场水 性涂料占比将达到 54%。在水性涂料中，水性丙烯酸树脂涂料使用量最大，占所有水性涂 料 70%以上，其主要应用领域包括建筑装修和