重防腐涂料的特点

随着工业技术发展，在石油化工、能源、动力、冶金、航天航空等领域的发展，防腐问题也日益严重，有些环境已经达到重腐蚀工况。重防腐涂料是指能在相对苛刻环境中长期应用，并保持良好的涂膜状态，比常规防腐涂料更具有更强的抗腐蚀能力的涂料。与一般的防腐涂料相比，重防腐涂料有以下几个特点：1、重防腐涂料必须是复合涂层体系实践证明国内外涂料厂家生产的各大类上百种重防腐涂料要适应跨海大桥、港湾工程、海上平台、各类储罐及大型钢结构工程，往往需要喷涂几道涂层组成重防腐涂料复合涂层体系，也就是说高性能底漆、中层漆、面漆需分别承担不同的功能，以发挥复合涂层的整体功效。A、底漆：底漆是直接与钢铁表面接触的涂层，是整个涂层体系的重要基础。底漆应具有对钢铁表面良好的润湿性和附着力，对中间层漆附着牢固；成膜物质应具有对水、氧、离子透过的屏蔽功能；颜填料应具有缓蚀功能和阴极保护功能。只有具备这些基本功能才能使钢铁免受自然因素的锈蚀，阻止钢铁表面腐蚀电池形成或阻止腐蚀继续发展。对于重防腐涂料涂层体系，一般采用专门的富锌涂料或热(电弧)喷锌作底层，通过阴极保护作用来抑制涂层损伤部位的腐蚀反应发生；同时，富锌涂层中腐蚀产物使涂层和钢铁表面被覆盖界面呈微碱性，保护钢铁表面和锌粉不受腐蚀，提高富锌涂层的耐久性。在复合涂层中常用的富锌底漆有醇溶性(水性)无机富锌底漆和环氧富锌底漆等。B、中间层漆：中间层漆必须具有对底漆和面漆良好的附着力，在重防腐涂料涂层体系中，中间层的作用是较大地增加涂层的厚度以提高整个涂层的屏蔽性能，使涂层表面平整，保持表面漆涂层的美观，同时中间层还应具有一定的弹性，保持涂层在受到冷热变化和受力变形时具有一定的柔韧性。最常用的中间层漆是常温固化环氧云铁底漆。该漆是以环氧树脂为成膜物质，加入云母氧化铁灰、填料、助剂等，用聚酰胺树脂为固化剂，是双组份厚浆型底漆。在厚浆型环氧云铁底漆中使用灰色云母氧化铁，它在漆膜中层层叠状排列，加大了水气渗透阻力，用高压无气喷涂机一次喷涂可达100～500μm厚漆膜。值得一提的是，当富锌底漆上的锌粉被腐蚀后，产生碱性沉淀物覆盖于底漆表层，因此中间层漆应具有良好的耐碱性。1http://www.gipc.cnC、重防腐面漆：重防腐面漆中含有较高比例的耐腐蚀树脂，是重防腐涂层配套体系中最外一层漆。它的主要作用是防止化学介质和化学烟雾及水、气等对钢铁产生腐蚀，防止紫外线对漆膜中树脂的降解破坏，延长涂层的防护使用期和使用寿命。通过制造的各种颜色面漆起美化装饰和标志性作用。应用较广泛的有氯化橡胶、乙烯、聚氨酯、丙烯酸等面漆。2、厚膜化是重防腐涂料的重要标志常用防腐涂料每道喷涂只能达到30μm左右，总厚度为100～150μm，而重防腐涂料每道喷涂可达150μm以上，个别品种每道可达500μm以上。有关技术人员研究发现，涂层的防腐能力与涂膜厚度有如下关系：L＝h2／6D+τ(PB，式中n)L——涂层的防腐寿命h——涂层厚度D——水和氧在涂层中的扩散系数τ——水分透过涂层的时间，是膨胀内部压力(PB)和涂膜剥离层应力(0n)的函数。很显然，防腐涂料涂层的寿命跟涂层厚度的平方成正比，提高涂层厚度，能加强涂层的隔离能力，是提高涂层寿命的有效手段。重防腐涂层采用250～500μm厚涂层为重防腐涂料的长效寿命提供了可靠的保证。但这厚涂层并非是常规防腐涂料增加涂覆次数可以做到的。重防腐涂料是厚膜型涂料新品种。固体份含量高，一般在60％以上，有些甚至可以达到100％，即无溶剂化；加上重防腐涂料有良好的触变性能，即涂料静止时粘度较大，但受到搅拌、涂刷等剪切力时，粘度会下降；这些均使重防腐涂料一次喷涂可以获得较厚的膜厚，也减少了有机溶剂对大气的污染。(3)重防腐涂料施工性能良好，涂装工艺方便。由于重防腐涂料是厚膜型、触变性能好的涂料，不仅一次喷涂可获得较厚的膜厚，而且喷涂时，涂层流平性好不会流挂，涂膜丰满，质量优异；另外，重防腐涂料对涂装环境条件要求不苛刻。除车间底漆外，一般均可在室内外自然环境中喷涂施工、干燥。氯化橡胶、乙烯、丙烯酸等重防腐涂料更是具有快干性(20℃表干≤0.5h)和低温施工性(-10℃可施工)。除预涂装及修补外，重防腐涂料适宜采用无气喷漆法，适应钢结构工程批量生产的需要。另外，重防腐涂料要求高质量的表面处理，特别对于维修保养工程，由于底漆涉及多种类型的重防腐涂料，对涂装前的表面处理也有特定的要求，特别是锈的保留程度和范围，否则很难达到预期的效果。2http://www.gipc.cn3．重防腐涂料在技术经济上具有合理性随着管理科学的不断发展和防腐技术的进步，世界各地在钢结构涂装工程中广泛采用了全寿命周期费用分析法(lifeCycleCosts．ＬCC)，与传统的思维方式不同，ＬCC分析法是考虑整个涂装工程的使用寿命内，直至全部更新为止的所有费用，包括涂装材料费、运费、表面处理及涂装施工费、吊装费，其中还包括了使用费、维修保养、停工费用及其剩余价值等费用。这种分析追求ＬCC的最低化，并在此基础上，确定防腐涂装的设计和投入。基于全寿命周期费用分析，我国许多大型钢结构工程均趋向采用长效防腐措施，采用重防腐涂料进行防护涂装，尽管初期投资成本高，但在技术经济上具有合理性，综合效益显著，具体体现在三个方面：a、重防腐涂料内含溶剂少，固含量高，与常规涂料相比理论涂布量大，单位面积上涂料消耗少，费用就降低；由于重防腐涂料一次成膜较厚，施工次数少，涂装周期偏短，涂装总费用较低。b、最近新开发的重防腐涂料新产品，对涂装前表面处理的要求越来越低，减少了表面处理费用，相对就降低了成本。C、重防腐涂料防护年限长，按照ＩＳＯ12944文件的规定，适宜的重防腐涂料配套系统和膜厚在各类腐蚀环境条件下，可达到15年以上的使用寿命，而常规的防腐涂料只有2～3年，这样重防腐涂料年平均费用降低，加上维修少费用低，重防腐涂料的综合成本就低。从上述可见，重防腐涂料的涂装设计和施工，与传统的方法比较，在技术经济上更为合理，更具有竞争力。4．重防腐涂料可以实现环境友好重防腐涂料必须向节能、低污染和高性能方向发展，这是时代的要求。这方面的主要工作有：(1)重点发展高固体分的重防腐涂料。高固体分涂料的体积固含量大于70％，推荐使用低溶剂、无溶剂重防腐涂料，使涂料中有机挥发份含量VOC<340g／L，从而保证施工环境的空气质量，减少向大气排放有害污染物。(2)重防腐涂料中有毒有害成分的限制。重防腐涂料应避免使用对人体有害的有机挥发物如芳烃、含氯烃溶剂；重金属添加剂Pb、Hg、Cd、Cr以及有机锡对人体皮肤有刺激性的低聚物树脂。世界各国和相关国际组织3http://www.gipc.cn已对一些重防腐涂料作出限制，如淘汰环氧煤沥青涂料；从2003年1月起禁止新造船使用含有有机锡的自抛光涂料；2006年起停止使用含有四氯化碳的氯化橡胶涂料等。(3)发展水性涂料。近年来，我国水性重防腐涂料在许多大型钢结构工程中的应用，均取得了成功，但在整个重防腐涂料的市场中水性涂料仅占6％左右，而且以底漆为主。作为重防腐涂料的发展方向，水性重防腐涂料还须加强研究，使它在防腐性能上、在对表面处理等级要求上、在施工性能上有所突破，逐步满足市场对水性重防腐涂料日益增强的需要。4