次氯酸鈉使用場所中專業防腐涂料的研究與發展

摘要：研究了次氯酸鈉在生產和使用過程中對混凝土地面、墻面、設備的腐蝕問題，特別針對西洲水廠的實際情況、次氯酸鈉儲液罐及生產場所的防腐材料進行了系統研究。通過對比分析不同材質儲液罐的腐蝕情況，以及不同防腐材料的性能，開發出一種新型的防水、耐腐蝕納米涂層結構。該涂層結構不僅提高了涂層的硬度和耐磨性，而且顯著增強了防水、耐腐蝕、耐高溫、防污等性能，為解決次氯酸鈉使用場所的防腐問題提供了新的方案。

關鍵詞：次氯酸鈉"防腐涂料"納米涂層"混凝土結構"供水行業

Research"and"Development"of"Professional"Anti-Corrosion"Coatings"for"Sodium"Hypochlorite"Used"Sites

LIU"Lu"SU"Weijie"LIAO"Simin"TANG"Siwei""HUANG"Mingsong

Guangzhou"Water"Supply"Co.，"Ltd.，"Guangzhou，"Guangdong"Province，"510000"China

Abstract：This"paper"investigates"the"corrosion"problems"caused"by"sodium"hypochlorite"on"concrete"floors，"walls，"and"equipment"during"production"and"usage."Specifically，"it"focuses"on"the"actual"conditions"at"Xizhou"Water"Plant，"conducting"a"systematic"research"on"the"anti-corrosion"materials"for"sodium"hypochlorite"storage"tanks"and"the"production"site."By"comparing"and"analyzing"the"corrosion"situation"of"storage"tanks"made"of"different"materials"and"the"performance"of"various"anti-corrosion"materials，"a"new"waterproof，"corrosion-resistant"nano"coating"structure"is"developed."This"coating"not"only"improves"hardness"and"wear"resistance"but"also"significantly"enhances"water"resistance，"corrosion"resistance，"heat"resistance，"and"anti-fouling"properties，"providing"a"novel"solution"to"corrosion"issues"in"sodium"hypochlorite"application"environments.

Key"Words："Sodium"hypochlorite;"Anti-corrosion"coating;"Nano"coating;"Concrete"structure;Water"supply"industry

隨著供水行業對水質安全的重視，次氯酸鈉作為一種高效、安全的消毒劑，被廣泛應用于水處理。然而，次氯酸鈉的強腐蝕性給儲存容器、管道和生產設備帶來了顯著的腐蝕風險，直接影響了供水系統的安全性與經濟性。因此，研發適用于次氯酸鈉使用場所的高性能防腐涂料成為亟待解決的技術難題。

近年來，國內外學者對防腐涂料進行了廣泛研究，主要集中在涂料的耐腐蝕性能與應用場景等方面[1-2]。然而，目前針對次氯酸鈉環境下的防腐涂料研究仍較為匱乏，缺乏統一標準和規范的防腐材料選擇體系。本研究旨在改進與完善這一領域的技術難題，針對西洲水廠的實際情況，系統分析次氯酸鈉對混凝土和設備的腐蝕機理，并開發新型防腐涂料。本研究的核心內容包括材料的選擇與性能測試、新型防腐涂料的開發、生產性試驗與效果評估等。通過對比多種耐腐蝕材料的性能，本研究提出適合供水行業的防腐解決方案。

1項目背景

西洲水廠在生產運行過程中，次氯酸鈉投加管道設備設施經常發生泄漏，導致周邊混凝土地面、墻面出現變色、開裂等現象（如圖1所示），嚴重影響了設備的正常運行。為了解決這一問題，本課題對西洲水廠現有不同材質的次氯酸鈉儲液罐（PE、HDPE）在不同溫度下的腐蝕情況進行了跟蹤記錄分析，并對生產場所的不同防腐材料進行了試驗，以期找到一種適合供水行業使用的次氯酸鈉防腐方案。

2次氯酸鈉的特性與腐蝕機理

次氯酸鈉溶液在微堿性條件下具有較好的穩定性，但在接近中性或酸性條件下易分解，且溫度升高和日光照射會加速其分解。次氯酸鈉對碳鋼、普通不銹鋼腐蝕嚴重，與混凝土活性骨料發生破壞性膨脹反應，導致混凝土結構腐蝕。因此，儲存容器的防腐材料與生產場所的防腐一直是次氯酸鈉安全使用的難點。

3研究內容與方法

3.1材料選擇與試驗

本文選取了多種耐腐蝕材料，包括金屬材料（如不銹鋼、鈦和鎳及其合金）和非金屬材料（如聚氯乙烯、玻璃鋼、橡膠、聚烯烴等），結合西洲水廠的生產環境，對這些材料的耐腐蝕性能進行了系統研究。通過制作涂料試驗盒盛裝10%濃度的次氯酸鈉溶液，并定期觀察記錄涂料情況，不斷優化涂料的配比。

3.2新型防腐涂料開發

在對比分析不同材料性能的基礎上，本文開發了一種新型的防水、耐腐蝕納米涂層結構。該涂層結構包括硬質層、防腐層、疏水層、耐高溫層、光催化層、疏油層等多層結構，通過各層之間的協同作用，實現了對次氯酸鈉等化學物質的優異防腐性能。

3.3生產性試驗與效果評估

將新型防腐涂料應用于西洲水廠的次氯酸鈉在用庫房、儲備庫房和投加室的墻體與地面，并搭建小型混凝土儲液池進行長時間浸泡試驗。通過定期觀察記錄涂料的使用情況，評估了新型防腐涂料的防腐效果和使用壽命。

4研究結果與討論

4.1新型防腐涂料的性能優勢

新型防腐涂料具有優異的防水、耐腐蝕、耐高溫、防污等性能。硬質層提高了涂層的硬度和耐磨性，防腐層有效阻止了化學侵蝕，疏水層防止水分和污染物積聚，耐高溫層確保在高溫環境中的穩定，光催化層保持表面清潔，疏油層抵御油污。多層面的防護顯著延長了被涂覆物體的使用壽命，減少了維護和更換成本。

4.2生產性試驗結果

生產性試驗結果表明，新型防腐涂料在西洲水廠的次氯酸鈉使用場所表現良好，有效防止了次氯酸鈉對混凝土結構和設備的腐蝕。涂料的使用壽命長，維護簡便，大大降低了因腐蝕造成的經濟損失和安全隱患，如圖2所示，NTXZ001浸泡90天，嚴重氧化變色脫落，對次錄酸鈉防腐耐久性差，涂層防腐失敗；NTXZ021浸泡90天，輕微氧化顏色無明顯變化，附著力強涂層未被腐蝕，防腐有效。

5防腐涂料的技術進步與創新

5.1納米技術的應用

納米技術的飛速發展為防腐涂料帶來了革命性的變化[2]。通過將納米粒子（如納米二氧化硅、納米氧化鋅等）引入涂料配方，可以顯著提升涂料的耐腐蝕性、耐磨性和抗老化性。納米粒子的特殊小尺寸效應和表面效應，使涂料能夠形成更加致密、均勻的防護層，有效阻擋水分、氧氣及有害物質的滲透，從而延長資產的使用壽命。

5.2智能防腐涂料

智能防腐涂料是防腐涂料領域的創新亮點[3]。這類涂料不僅能夠提供傳統的防腐功能，還能通過感知環境變化、自我修復、發出預警信號等智能行為，進一步提升防護效果。例如：某些智能防腐涂料能夠監測涂層下的腐蝕情況，一旦檢測到腐蝕跡象，便釋放修復劑進行局部修復，防止腐蝕擴散。此外，基于導電聚合物或光纖傳感器的智能防腐涂料，能夠實時監測涂層的完整性，并在必要時發出警報，為資產維護提供及時的信息。

5.3環保型防腐涂料

隨著全球對環境保護和可持續發展的重視，環保型防腐涂料成為未來發展的重要方向[4]。低揮發性有機化合物、無毒無害、可生物降解等環保特性的防腐涂料將逐漸取代傳統高污染產品。同時，研發更高效的資源利用技術，如利用工業廢棄物或可再生資源制備防腐涂料原料，也是實現可持續發展的關鍵途徑。

6防腐涂料的應用領域

6.1石油化工

在石油化工領域，由于化工原料及相關化工制劑的腐蝕性強，必須采用耐腐蝕性強的材料以確保化工生產的安全性和穩定性。防腐涂料的應用可顯著提高設備的使用壽命，減少因腐蝕造成的安全事故和經濟損失。

6.2海洋工程

海洋環境具有強腐蝕性，海洋工程中的設備和設施對防腐涂料的需求尤為迫切。防腐涂料在海洋工程中的應用能夠有效防止海水腐蝕，保護設備和設施的安全運行。

6.3基礎設施

在基礎設施建設方面，防腐涂料的應用同樣廣泛。例如：橋梁、高速公路、鐵路等交通設施，以及電力、水利等公共設施，都需要使用防腐涂料進行保護，以延長使用壽命，減少維護成本。

7防腐涂料的發展前景

7.1技術創新

未來，防腐涂料的發展將更加注重技術創新。通過引入新材料、新工藝和新技術，不斷提升涂料的防腐性能和環保性能，以滿足不同領域的需求。

7.2數字化與智能化生產

數字化與智能化生產技術的引入，將極大提升防腐涂料的生產效率和產品質量。通過自動化生產線、智能控制系統和大數據分析等先進技術，可以實現涂料配方的精準控制、生產過程的實時監控以及產品質量的快速檢測[5]。

7.3跨界合作與協同創新

防腐涂料的未來發展離不開跨界合作與協同創新。通過與材料科學、化學工程、信息技術、人工智能等領域的深度融合，可以不斷拓寬防腐涂料的應用領域和性能邊界。同時，加強產學研用合作，推動科研成果的轉化應用，也是加速防腐涂料技術創新和產業升級的重要途徑。

8結語

本文所開發的新型防腐涂料在次氯酸鈉使用場所中展現出了卓越的防護性能，不僅具有效延長了設備的使用壽命，還降低了因腐蝕造成的經濟損失和安全隱患。未來，隨著環保法規的日益嚴格和技術的不斷進步，防腐涂料將更加注重環保性和智能化特征的發展。例如：通過引入生物基材料或可再生資源制備防腐涂料原料，實現涂料的綠色生產；同時，利用物聯網、大數據等先進技術，實現涂層的遠程監測和智能預警，進一步提升防腐涂料的防護效果和應用價值。

參考文獻

[1]孫佳欣.石墨烯基復合防腐涂料的制備及性能研究[D].呼和浩特：內蒙古大學，2021.

[2]彭婷玉，李艷肖，張建明.納米技術在防腐涂料中的研究進展[J].安徽化工，2022，48（6）：12-15.

[3]陳中華，曾明，李亮，等.納米材料改性水性環氧防腐涂料研究進展[J].化工新型材料，2021，49（5）：34-38.

[4]孫坤，李海燕，張建英，等.智能防腐涂料的研究進展[J].中國涂料，2023，38（12）：17-24.

[5]姜影.新型環保耐高溫防腐涂料制造研究[D].沈陽：沈陽理工大學，2022