無溶劑環(huán)氧涂料的防腐應用(轉)
無溶劑環(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?;旌虾笸苛系墓腆w含量在95%以上,甚至達到了100%,也就是不含任何稀釋劑。因此,無溶劑環(huán)氧涂料是一種友好型環(huán)保涂料的典型代表,廣泛應用于任何有VOC限制的防腐涂裝領域。
傳統(tǒng)的防腐蝕涂料中含有大量的有機溶劑,不符合環(huán)保要求,如普通的溶劑型環(huán)氧涂料含有超過40%以上的揮發(fā)性有機溶劑;即使厚漿型的環(huán)氧涂料也含有20%以上的揮發(fā)性有機溶劑。大量的揮發(fā)性溶劑的存在給防腐蝕施工帶來極大的安全隱患;并且危害施工人員的身體健康,造成環(huán)境污染。為了減少危害的產生,防腐施工時必須采取有效的通風措施,特別是在有限空間作業(yè)時需要補充大量的新鮮空氣保證足夠的氣體置換所需通風量,目的除了環(huán)保和健康因素外,重要的一點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,它們的閃點為17℃和22℃,爆炸極限為1%-7.6%和1.2%-15%,良好的通風能夠排出這些揮發(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。無溶劑環(huán)氧涂料正好與溶劑型環(huán)氧涂料相反,不產生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置換所需通風量,具有較高的施工安全保障。
無溶劑環(huán)氧涂料理化性能中實測附著力1-2級,陰極剝離≤6㎜,粘結強度≥25MPa,耐磨性公斤千轉≤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,耐磨并且長期在重防腐介質中適用于80℃以下的溫度。根據(jù)這些性能,無溶劑環(huán)氧涂料在埋地管道防腐,油罐內壁防腐,船舶壓載艙防腐,熱煨彎頭補口,糧倉內壁防腐,泡菜池防腐,飲用水倉防腐(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)生產品),混凝土防腐,環(huán)氧地坪防腐,污水池防腐,消防水箱內壁防腐等領域大量應用。實際應用中,可以根據(jù)腐蝕介質情況可以選擇不同涂層厚度的無溶劑環(huán)氧涂料,在GB/T31361-2015《無溶劑環(huán)氧液體涂料的防腐蝕涂裝》中分為3個級別,普通級最小厚度為250μm,加強級別500μm,特加強級別800μm。無溶劑環(huán)氧涂料一次性成膜厚度是溶劑型環(huán)氧涂料所不能實現(xiàn)的,因此厚膜涂層堅韌密實,強彎曲不開裂,不含活性劑,無毒,使用壽命長達30年以上,是真正的長效型防腐涂料。
無溶劑環(huán)氧涂料可以常溫固化(表干≤4h實干時間≤24h),養(yǎng)護期短,工效高(機械噴涂)?;鶎硬牧弦曰炷梁弯撹F為主,金屬材料表面處理應該按照GB/T 8923.1的規(guī)定執(zhí)行,噴砂除銹質量達到Sa2 1/2級或者以上,粗糙度應該達到GB/T 1031中規(guī)定的RZ 30μm-100μm范圍內,清潔度不超過GB/T 18570.3規(guī)定的2級,基材表面處理后盡快在4h內進行涂覆?;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%,結構缺陷如孔洞,裂縫,蜂窩等應用無溶劑環(huán)氧砂漿或者無溶劑膩子,聚合物修補砂漿修補,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該盡快進行底漆封閉和無溶劑環(huán)氧涂料的涂覆。
無溶劑環(huán)氧涂料涂覆時環(huán)境濕度不得超過80%,雨雪霧風沙環(huán)境下嚴禁施工,基層表面溫度不得超過60℃,并且高于露點3℃以上。嚴格按照產品說明書比例精確配比,施工過程中嚴禁添加任何稀釋劑。無溶劑環(huán)氧涂料固含量達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高壓無氣噴涂機或者Graco公司提供的Graco238-135KING6821噴涂機。由于無溶劑環(huán)氧涂料固化不是靠溶劑揮發(fā)實現(xiàn)的,而是完全依賴于自身的固化反應,反應過程較快,雙組份混合后的涂料使用期很短,配料時為了防止凝膠,造成不必要的浪費,盡量遵守多次少配,隨配隨用的原則。另外,無溶劑環(huán)氧涂料受到溫度影響較大,當環(huán)境溫度0℃以下反應基本停止,建議環(huán)境溫度20℃以下時使用冬用型無溶劑環(huán)氧涂料;環(huán)境溫度20℃以上時使用夏用型無溶劑環(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或者恒溫的集裝箱內,冬季噴涂時建議使用帶加熱裝置的雙進管進料高壓無氣噴涂機。涂層缺陷應該進行修補,去除缺陷部分并且清理干凈,采取同種無溶劑環(huán)氧涂料涂覆工藝方法修補,修補涂層與原涂層搭接寬度不應小于10㎜。
縱觀無溶劑環(huán)氧涂料各種優(yōu)異性能,從材料到施工及應用范圍,總結歸納一下,重點有以下幾點:
1. 環(huán)保無毒
無溶劑環(huán)氧涂料固含量95%以上甚至達到100%,無VOC產生,非常友好,符合環(huán)保要求。無溶劑環(huán)氧涂料衛(wèi)生標準達到GB 5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》要求,無毒,是飲用水及食品貯存物件重要的內壁涂層材料。
2. 安全健康
無溶劑環(huán)氧涂料沒有揮發(fā)性氣體產生,施工過程中不會形成易燃易爆危害事故,也不會產生有毒有害物質,保證了施工人員的身體健康;有限空間作業(yè)不需要較大的通風量通風就可以達到安全要求。
3. 經濟性能
無溶劑環(huán)氧涂料單價雖然高于溶劑型環(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,降低了涂裝施工費用而且施工效率大大提高。
4. 邊緣覆蓋性
無溶劑環(huán)氧涂料涂層對于沒有處理過的鋼板邊緣,如銳邊直角等具有強大的覆蓋能力,比溶劑型環(huán)氧涂料效果更好。
5. 無收縮性
無溶劑環(huán)氧涂料在熟化過程中,內應力小不收縮,涂層在固化干燥后沒有伸張力,不易產生裂紋。這也是無溶劑環(huán)氧涂料經久耐用的主要因素。
6. 耐磨性能
無溶劑環(huán)氧涂料不靠溶劑揮發(fā)干燥,而是靠固化劑干燥,交聯(lián)固化時形成無孔的涂膜,致密光滑,耐磨,抗劃傷及撞擊,對淡水,海水,原油及一些易摩擦的物品具有極高的抵抗性。
7. 耐化學品
高度交聯(lián)的無溶劑環(huán)氧涂料涂層,致密無孔,具有優(yōu)異的耐化學品性能,能夠耐中度的酸,堿,鹽,各種油品,脂肪烴等化學品,可以長期浸泡。
8. 防腐性能
無溶劑環(huán)氧涂料不含揮發(fā)性溶劑,在固化干燥過程中不會形成因溶劑揮發(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,其他腐蝕介質透過涂層而腐蝕基材,如鋼鐵和混凝土等。
除了以上重點優(yōu)異性能外,無溶劑環(huán)氧涂料的絕緣電阻很高,可以適應有絕緣要求的防腐涂層;另外對于陰極保護具有所需電流較小的作用,可以增大陰極保護的作用范圍,從而降低投產運行后的維護費用。據(jù)了解,國內主要的無溶劑環(huán)氧涂料有無溶劑環(huán)氧飲用水涂料,無溶劑快固化環(huán)氧防腐涂料,無溶劑環(huán)氧石油瀝青重防腐涂料,無溶劑環(huán)氧聚氨酯涂料,無溶劑環(huán)氧厚膜長效耐腐蝕涂料,無溶劑強抗?jié)B環(huán)氧涂料,長效無溶劑純環(huán)氧壓載艙防腐涂料,無溶劑環(huán)氧地坪涂料等,多品種,多類型的無溶劑環(huán)氧涂料的相繼問世,給重防腐產業(yè)應用帶來巨大的經濟利益和社會利益。例如埋地管道,彎管防腐層及補口,以前傳統(tǒng)做法就是采用煤焦油磁漆,聚乙烯膠帶,熔結環(huán)氧粉末,環(huán)氧粉末聚乙烯復合結構(簡稱三層PE)等,而無溶劑環(huán)氧涂料具有環(huán)氧粉末和聚乙烯防腐層雙重優(yōu)點,各項綜合性能均優(yōu)異,而且抗沖擊性你尤為突出,防腐層絕緣電阻較高,防腐層質量較好,管道輔助陰極保護所需電流較小,予以其諸多賦能作用,施工簡單,操作方便,技術成熟,具有較高的性價比。因此,在中石化川氣東輸管道項目建設工程中(管道長度2202公里,管徑最大為1016㎜,全線使用的鋼質管道及熱煨彎頭占到工程總投資的35%),經過專家論證后確定熱煨彎頭外防腐層采用無溶劑環(huán)氧涂料,保證了長距離輸送管道各種工況條件下的運轉安全。再如大慶南山油庫2007年新建的1臺10×104m3和2臺15×104m3原油儲罐;中石化白沙灣油庫二期工程4臺15×104m3雙浮頂原油儲罐;黃島國家戰(zhàn)略儲備庫10×104m3原油儲罐內壁防腐層全部使用了無溶劑環(huán)氧涂料,防腐效果明顯,運行良好。
無溶劑環(huán)氧涂料在防腐蝕領域的廣泛應用,加之環(huán)保安全的強制性限制,越來越顯示出其強大的生命力。筆者認為工業(yè)涂料的水性化和無溶劑化是涂料發(fā)展的方向和潮流,無溶劑環(huán)氧涂料將成為這波潮流的引領者;但是美中不足的是無溶劑環(huán)氧涂料還存在粘度高,施工需要專用噴涂設備,所用樹脂相對分子質量低,涂膜厚,容易使涂膜發(fā)脆,表面處理質量要求嚴格,附著力低,低溫條件下影響施工,不能耐紫外線等缺點,這些都是涂料研發(fā)科技人員需要考慮解決的問題??傊?,無溶劑環(huán)氧涂料具有的安全、環(huán)保、健康、高效、節(jié)能、經濟等特性在工業(yè)重防腐中將發(fā)揮無可替代的作用。