無(wú)溶劑環(huán)氧涂料的防腐應(yīng)用(轉(zhuǎn))
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料是以環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂為主要成膜物質(zhì)的雙組分液體材料。組分一是樹脂基料及添加劑;組分二是固化劑及添加劑。混合后涂料的固體含量在95%以上,甚至達(dá)到了100%,也就是不含任何稀釋劑。因此,無(wú)溶劑環(huán)氧涂料是一種友好型環(huán)保涂料的典型代表,廣泛應(yīng)用于任何有VOC限制的防腐涂裝領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的防腐蝕涂料中含有大量的有機(jī)溶劑,不符合環(huán)保要求,如普通的溶劑型環(huán)氧涂料含有超過(guò)40%以上的揮發(fā)性有機(jī)溶劑;即使厚漿型的環(huán)氧涂料也含有20%以上的揮發(fā)性有機(jī)溶劑。大量的揮發(fā)性溶劑的存在給防腐蝕施工帶來(lái)極大的安全隱患;并且危害施工人員的身體健康,造成環(huán)境污染。為了減少危害的產(chǎn)生,防腐施工時(shí)必須采取有效的通風(fēng)措施,特別是在有限空間作業(yè)時(shí)需要補(bǔ)充大量的新鮮空氣保證足夠的氣體置換所需通風(fēng)量,目的除了環(huán)保和健康因素外,重要的一點(diǎn)就是杜絕安全事故的發(fā)生。例如溶劑型環(huán)氧涂料中存在比較多的就是二甲苯和醋酸丁酯,它們的閃點(diǎn)為17℃和22℃,爆炸極限為1%-7.6%和1.2%-15%,良好的通風(fēng)能夠排出這些揮發(fā)性溶劑,避免易燃易爆事故的發(fā)生,最大限度的降低事故率。無(wú)溶劑環(huán)氧涂料正好與溶劑型環(huán)氧涂料相反,不產(chǎn)生VOC,不危害施工人員健康,有限空間作業(yè)可以極大的減小新風(fēng)置換所需通風(fēng)量,具有較高的施工安全保障。
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料理化性能中實(shí)測(cè)附著力1-2級(jí),陰極剝離≤6㎜,粘結(jié)強(qiáng)度≥25MPa,耐磨性公斤千轉(zhuǎn)≤100㎎,體積電阻率歐姆·毫米≥1×1013,,能夠耐中性鹽霧1000h,10%硫酸,10%氫氧化鈉,3.5%氯化鈉,飽和等質(zhì)量碳酸鎂和碳酸鈣溶液;耐原油,汽油,航空煤油等油品耐淡水,海水,耐磨并且長(zhǎng)期在重防腐介質(zhì)中適用于80℃以下的溫度。根據(jù)這些性能,無(wú)溶劑環(huán)氧涂料在埋地管道防腐,油罐內(nèi)壁防腐,船舶壓載艙防腐,熱煨彎頭補(bǔ)口,糧倉(cāng)內(nèi)壁防腐,泡菜池防腐,飲用水倉(cāng)防腐(涂裝后用清水浸泡7天后,沖洗3次后才可以貯存飲用水和食品等衛(wèi)生產(chǎn)品),混凝土防腐,環(huán)氧地坪防腐,污水池防腐,消防水箱內(nèi)壁防腐等領(lǐng)域大量應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)腐蝕介質(zhì)情況可以選擇不同涂層厚度的無(wú)溶劑環(huán)氧涂料,在GB/T31361-2015《無(wú)溶劑環(huán)氧液體涂料的防腐蝕涂裝》中分為3個(gè)級(jí)別,普通級(jí)最小厚度為250μm,加強(qiáng)級(jí)別500μm,特加強(qiáng)級(jí)別800μm。無(wú)溶劑環(huán)氧涂料一次性成膜厚度是溶劑型環(huán)氧涂料所不能實(shí)現(xiàn)的,因此厚膜涂層堅(jiān)韌密實(shí),強(qiáng)彎曲不開裂,不含活性劑,無(wú)毒,使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上,是真正的長(zhǎng)效型防腐涂料。
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料可以常溫固化(表干≤4h實(shí)干時(shí)間≤24h),養(yǎng)護(hù)期短,工效高(機(jī)械噴涂)?;鶎硬牧弦曰炷梁弯撹F為主,金屬材料表面處理應(yīng)該按照GB/T 8923.1的規(guī)定執(zhí)行,噴砂除銹質(zhì)量達(dá)到Sa2 1/2級(jí)或者以上,粗糙度應(yīng)該達(dá)到GB/T 1031中規(guī)定的RZ 30μm-100μm范圍內(nèi),清潔度不超過(guò)GB/T 18570.3規(guī)定的2級(jí),基材表面處理后盡快在4h內(nèi)進(jìn)行涂覆?;炷粱谋砻嫣幚聿捎酶邏核瑖娚?,拋丸或者手工打磨的方式將混凝土表面的浮漿,灰塵,雜質(zhì)及其他污染物清理干凈,重油滲透污染區(qū)域使用蒸汽,熱堿,清洗劑或者火槍烘烤的方式(火槍烘烤必須注意安全,也不得烤疏混凝土)進(jìn)行除油清理,最后使用高壓水沖洗干凈,直至中性(PH=7)。混凝土含水率必須<6%,結(jié)構(gòu)缺陷如孔洞,裂縫,蜂窩等應(yīng)用無(wú)溶劑環(huán)氧砂漿或者無(wú)溶劑膩?zhàn)?,聚合物修補(bǔ)砂漿修補(bǔ),固化干燥后,打磨平整并且清理干凈。表面處理后的混凝土應(yīng)該盡快進(jìn)行底漆封閉和無(wú)溶劑環(huán)氧涂料的涂覆。
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料涂覆時(shí)環(huán)境濕度不得超過(guò)80%,雨雪霧風(fēng)沙環(huán)境下嚴(yán)禁施工,基層表面溫度不得超過(guò)60℃,并且高于露點(diǎn)3℃以上。嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書比例精確配比,施工過(guò)程中嚴(yán)禁添加任何稀釋劑。無(wú)溶劑環(huán)氧涂料固含量達(dá)95%以上,粘度較高,手工涂刷和傳統(tǒng)的空氣噴涂工藝比較困難,建議使用GPQ6C高壓無(wú)氣噴涂機(jī)或者Graco公司提供的Graco238-135KING6821噴涂機(jī)。由于無(wú)溶劑環(huán)氧涂料固化不是靠溶劑揮發(fā)實(shí)現(xiàn)的,而是完全依賴于自身的固化反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程較快,雙組份混合后的涂料使用期很短,配料時(shí)為了防止凝膠,造成不必要的浪費(fèi),盡量遵守多次少配,隨配隨用的原則。另外,無(wú)溶劑環(huán)氧涂料受到溫度影響較大,當(dāng)環(huán)境溫度0℃以下反應(yīng)基本停止,建議環(huán)境溫度20℃以下時(shí)使用冬用型無(wú)溶劑環(huán)氧涂料;環(huán)境溫度20℃以上時(shí)使用夏用型無(wú)溶劑環(huán)氧涂料,為了保持涂料本身的溫度不低于15℃,盡量將涂料保存在室內(nèi)或者恒溫的集裝箱內(nèi),冬季噴涂時(shí)建議使用帶加熱裝置的雙進(jìn)管進(jìn)料高壓無(wú)氣噴涂機(jī)。涂層缺陷應(yīng)該進(jìn)行修補(bǔ),去除缺陷部分并且清理干凈,采取同種無(wú)溶劑環(huán)氧涂料涂覆工藝方法修補(bǔ),修補(bǔ)涂層與原涂層搭接寬度不應(yīng)小于10㎜。
縱觀無(wú)溶劑環(huán)氧涂料各種優(yōu)異性能,從材料到施工及應(yīng)用范圍,總結(jié)歸納一下,重點(diǎn)有以下幾點(diǎn):
1. 環(huán)保無(wú)毒
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料固含量95%以上甚至達(dá)到100%,無(wú)VOC產(chǎn)生,非常友好,符合環(huán)保要求。無(wú)溶劑環(huán)氧涂料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到GB 5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求,無(wú)毒,是飲用水及食品貯存物件重要的內(nèi)壁涂層材料。
2. 安全健康
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料沒有揮發(fā)性氣體產(chǎn)生,施工過(guò)程中不會(huì)形成易燃易爆危害事故,也不會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì),保證了施工人員的身體健康;有限空間作業(yè)不需要較大的通風(fēng)量通風(fēng)就可以達(dá)到安全要求。
3. 經(jīng)濟(jì)性能
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料單價(jià)雖然高于溶劑型環(huán)氧涂料;但是100%固含量在相同涂層厚度情況下,所需的量比溶劑型環(huán)氧涂料要少。無(wú)溶劑環(huán)氧涂料單道涂層膜厚較高(200μm-300μm),減少了施工道數(shù),節(jié)約了材料及人工成本,降低了涂裝施工費(fèi)用而且施工效率大大提高。
4. 邊緣覆蓋性
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料涂層對(duì)于沒有處理過(guò)的鋼板邊緣,如銳邊直角等具有強(qiáng)大的覆蓋能力,比溶劑型環(huán)氧涂料效果更好。
5. 無(wú)收縮性
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料在熟化過(guò)程中,內(nèi)應(yīng)力小不收縮,涂層在固化干燥后沒有伸張力,不易產(chǎn)生裂紋。這也是無(wú)溶劑環(huán)氧涂料經(jīng)久耐用的主要因素。
6. 耐磨性能
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料不靠溶劑揮發(fā)干燥,而是靠固化劑干燥,交聯(lián)固化時(shí)形成無(wú)孔的涂膜,致密光滑,耐磨,抗劃傷及撞擊,對(duì)淡水,海水,原油及一些易摩擦的物品具有極高的抵抗性。
7. 耐化學(xué)品
高度交聯(lián)的無(wú)溶劑環(huán)氧涂料涂層,致密無(wú)孔,具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性能,能夠耐中度的酸,堿,鹽,各種油品,脂肪烴等化學(xué)品,可以長(zhǎng)期浸泡。
8. 防腐性能
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料不含揮發(fā)性溶劑,在固化干燥過(guò)程中不會(huì)形成因溶劑揮發(fā)留下的孔隙,而且成膜厚度高,涂膜致密性極佳,能有效的抵擋水,氧,其他腐蝕介質(zhì)透過(guò)涂層而腐蝕基材,如鋼鐵和混凝土等。
除了以上重點(diǎn)優(yōu)異性能外,無(wú)溶劑環(huán)氧涂料的絕緣電阻很高,可以適應(yīng)有絕緣要求的防腐涂層;另外對(duì)于陰極保護(hù)具有所需電流較小的作用,可以增大陰極保護(hù)的作用范圍,從而降低投產(chǎn)運(yùn)行后的維護(hù)費(fèi)用。據(jù)了解,國(guó)內(nèi)主要的無(wú)溶劑環(huán)氧涂料有無(wú)溶劑環(huán)氧飲用水涂料,無(wú)溶劑快固化環(huán)氧防腐涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧石油瀝青重防腐涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧聚氨酯涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧厚膜長(zhǎng)效耐腐蝕涂料,無(wú)溶劑強(qiáng)抗?jié)B環(huán)氧涂料,長(zhǎng)效無(wú)溶劑純環(huán)氧壓載艙防腐涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧地坪涂料等,多品種,多類型的無(wú)溶劑環(huán)氧涂料的相繼問世,給重防腐產(chǎn)業(yè)應(yīng)用帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)利益。例如埋地管道,彎管防腐層及補(bǔ)口,以前傳統(tǒng)做法就是采用煤焦油磁漆,聚乙烯膠帶,熔結(jié)環(huán)氧粉末,環(huán)氧粉末聚乙烯復(fù)合結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)稱三層PE)等,而無(wú)溶劑環(huán)氧涂料具有環(huán)氧粉末和聚乙烯防腐層雙重優(yōu)點(diǎn),各項(xiàng)綜合性能均優(yōu)異,而且抗沖擊性你尤為突出,防腐層絕緣電阻較高,防腐層質(zhì)量較好,管道輔助陰極保護(hù)所需電流較小,予以其諸多賦能作用,施工簡(jiǎn)單,操作方便,技術(shù)成熟,具有較高的性價(jià)比。因此,在中石化川氣東輸管道項(xiàng)目建設(shè)工程中(管道長(zhǎng)度2202公里,管徑最大為1016㎜,全線使用的鋼質(zhì)管道及熱煨彎頭占到工程總投資的35%),經(jīng)過(guò)專家論證后確定熱煨彎頭外防腐層采用無(wú)溶劑環(huán)氧涂料,保證了長(zhǎng)距離輸送管道各種工況條件下的運(yùn)轉(zhuǎn)安全。再如大慶南山油庫(kù)2007年新建的1臺(tái)10×104m3和2臺(tái)15×104m3原油儲(chǔ)罐;中石化白沙灣油庫(kù)二期工程4臺(tái)15×104m3雙浮頂原油儲(chǔ)罐;黃島國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫(kù)10×104m3原油儲(chǔ)罐內(nèi)壁防腐層全部使用了無(wú)溶劑環(huán)氧涂料,防腐效果明顯,運(yùn)行良好。
無(wú)溶劑環(huán)氧涂料在防腐蝕領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,加之環(huán)保安全的強(qiáng)制性限制,越來(lái)越顯示出其強(qiáng)大的生命力。筆者認(rèn)為工業(yè)涂料的水性化和無(wú)溶劑化是涂料發(fā)展的方向和潮流,無(wú)溶劑環(huán)氧涂料將成為這波潮流的引領(lǐng)者;但是美中不足的是無(wú)溶劑環(huán)氧涂料還存在粘度高,施工需要專用噴涂設(shè)備,所用樹脂相對(duì)分子質(zhì)量低,涂膜厚,容易使涂膜發(fā)脆,表面處理質(zhì)量要求嚴(yán)格,附著力低,低溫條件下影響施工,不能耐紫外線等缺點(diǎn),這些都是涂料研發(fā)科技人員需要考慮解決的問題??傊?,無(wú)溶劑環(huán)氧涂料具有的安全、環(huán)保、健康、高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等特性在工業(yè)重防腐中將發(fā)揮無(wú)可替代的作用。