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浅谈无溶剂环氧耐潮湿涂料的性能及应用,介绍了无溶剂环氧耐潮湿涂料性能的检测方法及其在实际工程应用中的优势
2019年09月30日    阅读量:683    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿


0 引言

韩国客户在我公司定制了应用于海水环境的机械设备,其中涉及到热电厂冷却海水接触的钢材质管道结构的重防腐。由于此设备在海水环境中使用,所以对于设备在海水环境中的腐蚀防护非常重视。


在各种腐蚀防护方法中,涂层防护是最基本的防护方法,我们对此项目的防腐涂层选择非常慎重,筛选出国内耐海水腐蚀有大量案例的3 家公司的涂料产品,分别为SR高固含量涂料、OML 无溶剂环氧耐潮湿涂料、HD 防腐涂料产品,并做了大量的实践检验工作中国建材网cnprofit.com

 

1 试验项目及标准

1.1 光泽度

漆膜光泽也叫光亮度,是指漆膜表面把投射在其上的光线向一个方向反射出去的能力。反射的光亮越大,则其光泽越高。涂料的光泽是鉴别涂层外观质量的主要性能指标。按照GB/T 1743—1979《漆膜光泽度测定法》使用光泽度计测量涂料体系的光泽度。

1.2 硬度

漆膜的硬度是指漆膜干燥后具有的坚实性,即漆膜表面对作用在其上的另一个硬度较大的物质所表现的阻力,是表征漆膜机械强度的重要性能之一。漆膜硬度高,可减少摩擦或碰撞的损害程度。按照GB/T6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》测试涂料体系的硬度。

1.3 附着力

漆膜附着力是指漆膜与被涂物件表面结合在一起的坚固程度,是涂料物理力学性能的重要指标之一。按照GB/T 5210—2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》测试涂料体系的附着力。

1.4 耐盐水性

耐盐水性是漆膜对盐水浸蚀的抵抗能力,可用耐盐水性试验判断漆膜的防护性能。按照GB/T 9274—1988《色漆和清漆耐液体介质的测定》进行试验,每种涂料体系准备3 个平行样,采用全浸方式。试验温度为室温,试验介质为5%的氯化钠溶液,使用蒸馏水配制。试验周期分为1 个月、2 个月和3 个月,每个试验周期结束后检查试样有无剥落、起皱、起泡、生锈、变色等现象。

1.5 耐阴极剥离性能

被涂覆物在采取阴极保护过程中,有机涂层的缺陷和损伤部位受超电位和电极反应的作用后,出现不同程度的起泡、剥落等现象。另外,在电化学腐蚀过程中,阴极附近呈碱性,也容易使漆膜的附着性遭到破坏。测定漆膜耐阴极剥离性能是考核涂料与电化学防腐蚀措施配合适应性的比较有效的方法。按照GB/T7790—2008《色漆和清漆暴露在海水中的涂层耐阴极剥离性能的测定》进行试验,试验周期为30 天,试验温度为35 ℃。试验结束后检查起泡的密度、大小、距人造漏涂孔的距离以及人造漏涂孔周围涂层附着力降低的情况。

1.6 海水冲刷试验

为了更好地模拟涂料使用环境中海水对涂料的冲刷破坏作用,使用专用设备对涂料试片进行冲刷试验,冲刷海水流速为15 m/s,试验时间为200 h,试验结束后观察试片的表面变化情况。


2 试验结果

2.1 光泽度与硬度

3 种防腐涂料体系的光泽均较高;硬度值相同,均达到了5H。

2.2 附着力

使用DeFelsko-PosiTest 附着力测试仪对3 种防腐涂料体系的附着力进行了测试,其中OML 无溶剂环氧耐潮湿涂料的附着力达到了17.5 MPa。

2.3 耐盐水性

对3 种防腐涂料体系进行了3 个月的35 ℃耐盐水浸泡测试,其中OML 无溶剂环氧耐潮湿涂料体系测试试样除了轻微变色外未发生明显变化,无生锈、起泡、脱落等现象发生;而其余2 种常规涂料均出现了一定程度的起泡现象。

2.4 耐阴极剥离性能

对3 种防腐涂料体系按照标准进行了180 天的耐阴极剥离性能测试,OML 无溶剂环氧耐潮湿涂料剥落宽度为6 mm,通过试验。

2.5 海水冲刷试验

对3 种防腐涂料体系进行了200 h 的冲刷试验,由于3 种防腐涂料体系硬度较高,试验结束后试样表面均未出现因冲刷形成的缺陷,耐海水冲刷性能良好。根据3 种涂料体系的相关试验结果可以推断出OML 无溶剂环氧耐潮湿涂料体系在耐海水的重防腐性上优于目前常见的其他有机溶剂涂料产品。

 

3 无溶剂涂料解决方案的特点

结合试验结果及国内外无溶剂系列涂料实际使用效果,该无溶剂环氧涂料和传统的重防腐解决方案相比具有以下特点。

1)生态环保:解决方案顺应国家的政策导向,完全符合环保要求。首先,其具有生态环保配方,无毒性,可涂刷饮用水箱,不含各种有机酸、无机酸,不含铅、铬等重金属防锈颜填料,固体含量100%,无溶剂,无有害气体挥发,对人体无伤害,对环境无污染;其次,先进的高压水磨料射流表面处理技术无粉尘,对工人健康和环境都不会造成损害。所以该涂料可以放心应用于国外项目机械设备的海水腐蚀防护。

2)超强附着力:涂层与钢铁、铁锈和潮湿的铁氧化物产生化学反应,钝化金属表面、抑制金属氧化,对干、湿表面都具有卓越的附着力(12 ~ 17 MPa),远远高于普通防腐涂料。这也是我们选择该涂料的重要原因,因为设备主要应用在海水环境里,当需要局部修补时,现场条件与工厂涂装环境相比要差得多。一般涂料在此情况下施工往往达不到最佳的附着力效果,使应用受到限制。

3)高边棱保持率:在钢结构工件发生腐蚀时,腐蚀往往都开始于边棱和焊缝处,因为这些部位涂层较薄。该无溶剂耐潮湿涂料的边棱保持率高达90%以上,所以不需预涂也能保证边棱焊缝的涂层厚度。在机械产品结构上边棱和焊缝是不可避免的,高的边棱保持率对于保证涂层质量和产品腐蚀防护寿命具有重要意义。

4)表面处理要求低:一般涂料前处理的质量要求都必须达到Sa 2.5 级,更高的甚至达到Sa 3.0 级,而且必须达到一定的表面粗糙度。该涂料对钢结构表面前处理的要求为Sa 2.0 级,而且无表面粗糙度要求。这样低的表面前处理要求,决定了该涂料易使用的特点。

5)施工简单:可在相对湿度接近100%的潮湿表面施工,无露点限制,涂覆2 ~ 3 道即可,单道漆膜厚度为100 ~ 200 μm,工序简单,省时省工。

6)优异的抗水、汽渗透和抗化学腐蚀性能:溶剂挥发容易在漆膜上形成针孔,无溶剂涂料可避免针孔问题;其特有的致密坚韧涂层具有独特的单向长效疏水透气功能,在保证钢结构表面水气排出的同时,可持久地阻止外界水分、气体、盐雾等有害介质对涂层的侵蚀危害,其实验室数据见表1。

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实验室数据

7)和阴极保护的相容性:耐阴极保护,可与阴极保护配套使用。

8)更安全:没有挥发性物质,闪点高达100 ℃,在运输和施工过程中都不会发生爆燃的危险。

9)综合造价低:无溶剂系列解决方案表面处理更简易,工序更简洁,工艺更宽松,设备更简单,工时更节省,对环境无污染,废物处理费用少,防腐年限更长(维修费用降低)。

 

4 无溶剂环氧涂料的施工

4.1 施工环境及底材温度要求

施工时要求环境温度最低为5 ℃,最高为40 ℃,底材温度最低为5 ℃,最高为40 ℃。当在狭窄的空间作业时,要提供良好的通风。由于无溶剂环氧涂料耐潮湿的特性,没必要除去湿气。该产品可在潮湿表面、相对湿度100%或表面温度低于露点温度时施工,但应避免在有流动水的表面或雨水淋刷时施工。

4.2 施工前准备

巡视工地现场,认真阅读并理解技术规格书,确定施工部位,清理准备施工区域,进行搭架、圈围护栏等工作;准备、检查相应工具及防护器材等,做好安全警示。

4.3 表面处理

可采用超高压喷水处理、干湿喷砂、机械处理表面,标准如下。

喷砂:Sa 2.0 级(ISO 8501-1:1998)。

超高压喷水:Wj2-M(SSPC SP12-VIS4(I)/NACENo.7)。

机械处理:St 3 级(ISO 8501-1:1988)。在国内一般采用喷砂与机械处理相结合的方式,喷砂前先用动力工具将表面焊渣、飞溅、毛边、锐角等打磨光滑。喷砂处理达到Sa 2.0 级,去除所有尘埃、锈蚀、松散氧化皮及旧漆膜等,仅剩微少斑痕;如果表面有麻点,会有微少锈蚀和旧漆膜残留在里面;处理后至少2/3 的面积应无肉眼可视的残余物,其余的1/3 亦只能有些微小的残余杂质。无法喷砂的部位采用手工机械处理达到St 3 级。喷砂后可采用高压水清洗表面的粉尘和盐分,ES301 可在潮湿表面或闪锈表面直接涂装。

4.4 混合和稀释

无溶剂环氧耐潮湿涂料是双组分产品,需将A、B两组分完全混合后才能使用。首先使用动力搅拌器搅拌A 组分达到均匀,但时间不得超过2 min,A 组分达到均匀状态后缓慢地加入B 组分固化剂,须连续搅拌3 min。双组分产品混合后在不同温度下有不同的混合使用期(参阅说明书),必须在规定时间内将混合后的产品用完,切忌将未用完的底漆重新倒入原漆料中。

4.5 施工

可以采用传统的无气喷涂、刷涂或辊涂,不建议采用有气喷涂。

1)在使用无气喷涂机时,推荐使用输入压力为0.6MPa,压缩比不小于60 ∶ 1 的无气喷漆泵。如Graco 公司的Bulldog 或Senator 等型号。为取得良好的喷涂效果,应该使用0.019 ~ 0.021 in (0.48 ~ 0.53 mm)的喷嘴;建议喷涂压力为250 ~ 300 Pa,角度为40 ~ 70°。

2)喷涂前要检查动力源是否运转正常,然后吸入涂料,检查高压涂料缸是否增压正常,输料软管有无泄漏,有无接地,配件间连接是否紧密,喷枪及滤网有无堵塞情况等,发现故障,及时排除。

3)枪距以300 ~ 400 mm 为宜。枪距过小,喷涂压力过大,反冲力也大,容易出现涂层不均匀现象,而且喷幅(扇面宽度)小,使被涂物局部喷料过多,漆膜过厚。枪距过大,喷涂压力损失大,涂料易散失,而且喷幅过大,使被涂物局部喷料过少,漆膜达不到厚度要求。

4)喷涂扇面与被涂物面要相互垂直,手工操作喷枪时,要注意每次的喷涂宽度不宜过大,否则会因操作不便引起喷涂扇面角度明显变化,造成涂层不均匀。

5)喷枪运行的方向要始终与被涂物面平行,与喷涂扇面垂直,以保证涂层的均匀性。喷枪运行速度要稳,以300 ~ 400 mm/s 为宜。运行速度不稳,涂层厚度不均匀,运行速度过快会造成涂层太薄,过慢会使涂层太厚。

6)采用手刷或辊涂时,使用鬃毛刷或短羊毛辊子,刷涂和辊涂一般在预涂或喷涂无法达到的地方使用。要求涂刷严密,无露底、漏涂,涂刷时要掌握好手法,不要出现流挂、刷痕、有接茬等漆膜缺陷。

4.6 涂装膜厚

采用无气喷涂的膜厚范围是75 ~ 150 μm,典型膜厚为125 μm。

4.7 表干时间、实干时间和重涂时间

请查阅说明书。若超过最长重涂时间,要将表面进行打毛处理,或用配套稀释剂活化表面。

4.8 现场材料保存

现场材料码放整齐,有完整使用记录,有显著标示牌,远离火源,置于阴凉通风处,避免阳光直接曝晒,使用过的空桶回收整理好,切勿乱扔。

4.9 施工检查

为了确保施工质量达到要求,必须对包括表面处理在内的各个施工工序进行检查,主要包括表面处理前、表面处理后、油漆施工前、油漆施工过程及施工完成后几个步骤。

表面处理前:此时主要检查结构基础建造或修改是否完成,防腐涂装工程准备工作是否完成,并根据设计要求确定表面处理方式、设备及等级。喷砂处理还需根据粗糙度要求确定磨料种类及大小。对起始表面锈蚀等级也应根SSPC 相关图示做出判断。

表面处理后:根据设计要求检查表面处理等级及粗糙度是否达到要求。表面处理等级可以用SSPC Vis系列标准图片对比。粗糙度可以用粗糙度测试仪进行检测,或用粗糙度比较样块进行比较检测。

油漆施工前:检查油漆的存贮、搅拌、混合、稀释等步骤是否符合要求,油漆黏度是否符合施工要求,通读并熟悉油漆使用说明及安全指引。检查环境状况是否符合施工要求。用表面温度计检查表面温度;户外作业时还应检查是否有大风及下雨迹象,避免不必要的油漆损耗。

油漆施工中:在密切关注天气状况变化的同时检查油漆静置期、有效使用期及重涂时间是否正确,有无漏涂,并用湿膜测厚仪检查湿膜厚度是否达到设计要求。

油漆干透及固化完全后:检查是否有针孔、起泡等油漆缺陷;用干膜测厚仪检查干膜厚度是否达到设计要求。油漆固化完全后还可用拉拔法检查涂层附着力,注意此检测为破坏性测试,测试完成后应及时补涂。

 

5 结语

无溶剂环氧防腐涂料在制造及施工应用过程中无需采用挥发性有机溶剂作为分散介质,具有安全、环保、高效、经济、节能等优点,通过了解其施工性能,配备相应的施工条件,解决了施工过程中的一些难题,可在海水环境等重防腐领域中发挥极大的作用。


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