0 前 言
丙烯酸聚氨酯面漆,自20世纪80年代起应用以来,一直是重防腐涂装中与环氧类底漆中间漆配合使用的经济有效的防腐面漆,广泛应用于海洋工程、桥梁、机场车站、楼宇展馆、石油化工、港口码头、机械设备、风力发电等领域(图1)。
图1 丙烯酸聚氨酯面漆在海洋船舶上的应用
随着环保法规对有机挥性物含量的严格要求,防腐面漆的VOC控制也进一步严格,例如香港地区对于防腐面漆的VOC要求控制在340 g/L以下。低VOC高固体分厚膜型丙烯酸聚氨酯面漆的开发应用,实现了防腐涂料行业低碳环保的要求中国建材网cnprofit.com。
1 体积固体分
高固体分丙烯酸聚氨酯面漆的体积固体分高达65%以上,VOC为220 g/kg(Directive 1999/13/EC, SED),符合现行和制订中严格的VOC规范,是低碳环保产品。同时高固体分和可厚涂性,允许一道施工到指定膜厚(100~150 μm)而不产生流挂和涂膜弊病,使施工方宜于操作并减少了施工成本。传统的丙烯酸聚氨酯面漆,体积固体分为50%,VOC为380 g/kg(Directive1999/13/EC, SED)。单道成膜厚度在50 μm左右的传统丙烯酸聚氨酯面漆,如果施工过厚的涂层,会增加涂膜流挂、暗泡、针孔等可能性。
2 涂膜厚度
厚膜涂装的特性,是高固体分丙烯酸聚氨酯面漆的重要性能。无气喷涂时干膜范围为50~150 μm,从而可以使传统的3~4道涂层系统简化为2~3道涂层系统。简化了涂装体系,缩短了施工时间,加快了涂装速度,同时也加提高了钢结构制作的效率。图2为高固体分丙烯酸聚氨酯面漆在风力发电设备上的喷涂应用。
3 涂膜性能
3.1 物理性能(见表1)
3.2 耐化学品性能
鉴于防腐涂料的涂膜特别是面漆在使用过程中不可避免地会遇到酸碱等化学品的接触,良好的耐化学品性能可以延长涂膜的服务年限。新一代高固体分聚氨酯很好地延续了PPG原有产品体系的这方面性能,甚至在某些方面还有所提升,具体性能对比见表2。
注:所有测试板在测试前常温干燥7 d。
3.3 耐候性
作为高性能的面漆,优异的耐候性是评估该产品最直接有效的方法,高固体分的产品经10个月的室外曝晒(ISO 2810),光泽与颜色基本不变,达到保光一级、保色二级的水平,与普通聚氨酯基本接近,详细比较见图3。
QVA(ASTM G 53)是紫外光加速老化装置,波长范围接近340 nm,本品经3 600 h的曝晒后,其光泽与颜色的保持性,与传统产品的比较见图4。
QVB(ASTM G 53)是紫外光加速老化装置,波长范围接近313 nm,本品经1 500 h曝晒后,其光泽与颜色的保持性,与传统产品的比较见图5。
WOM(ASTM G 26)是氙灯老化装置,氙灯选用0.35 kW,本品经10 周曝晒后,与其光泽与颜色的保持性,与传统产品的比较见图6。
4 防腐应用
在腐蚀环境不高的情况下,如符合ISO 12944-2C2的腐蚀等级,高固体分丙烯酸聚氨酯面漆可以直接涂在经良好表面处理的钢材表面,而无须特别的防锈底漆。由于其膜厚施工范围为50~150 μm,这使该产品既可以与传统丙烯酸聚氨酯面漆一样配套使用。
更可以使传统的3~4道防腐系统简化到2~3道防腐系统。双层涂装系统的应用,可以大大简化涂装程序和施工时间,加速工程的进度,减少施工费用。图7为石化储罐外壁采用了环氧防锈底漆150μm +高固体分丙烯酸聚氨酯面漆75 μm的最新2道涂装系统,在ISO 12944-2 C3环境下的设计使用寿命为15 a以上。
5 结 语
高固体分丙烯酸聚氨酯涂料的开发应用,符合了严格的VOC法规,物理化学性能与耐候性能与传统的丙烯酸聚氨酯面漆相同。更为宽泛的干膜厚度应用,扩大了丙烯酸聚氨酯面漆的应用范围,双层涂装系统的应用可以更好地适应快速的防腐涂装要求,创造出更好的经济效益。