水性重防腐涂料在港機(jī)產(chǎn)品上的應(yīng)用

    全球涂料網(wǎng)訊：

    1、引言

    近年來，隨著我國工業(yè)化發(fā)展步伐的加快，隨之而來的環(huán)境壓力已不容忽視。從防腐蝕涂料的研究領(lǐng)域來看，由于以溶劑型為主，大量的有機(jī)化合物經(jīng)揮發(fā)排放到大氣中，對空氣?水環(huán)境等產(chǎn)生影響。同時(shí)威脅人類健康，與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求背道而馳，隨著2013年9月10日國務(wù)院印發(fā)的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》通知的頒布，上海市政府緊接著也在同年10月18日發(fā)布了《上海市清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃》，在這二份行動(dòng)計(jì)劃中都明確要求工業(yè)企業(yè)必須降低VOC的排放，減少對空氣的污染。

    港機(jī)產(chǎn)品主要在江?河及海洋沿岸使用，多數(shù)處于高濕?高鹽霧的腐蝕環(huán)境中，按照ISO12944-2標(biāo)準(zhǔn)，屬于C4?C5-I或C5-M的重度腐蝕環(huán)境。但是港機(jī)又是大型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，一旦完成涂裝交付使用后，很難做到經(jīng)常性涂裝修補(bǔ)維護(hù)。所以港機(jī)產(chǎn)品上使用的重防腐涂料，一般設(shè)計(jì)要保證經(jīng)得住十幾年甚至20a以上的腐蝕環(huán)境考驗(yàn)，根據(jù)ISO12944-1標(biāo)準(zhǔn)，要達(dá)到H級的耐久年限。我國已經(jīng)有一部分領(lǐng)域如鋼結(jié)構(gòu)?石化及車輛等領(lǐng)域已成功應(yīng)用了水性金屬防腐蝕涂料，環(huán)保型涂料的推廣應(yīng)用已成為必然。選用兼具重防腐性能和綠色環(huán)保性能的涂料是進(jìn)行港機(jī)防腐體系改革的重點(diǎn)，綜合港機(jī)設(shè)備的使用環(huán)境惡劣?維護(hù)保養(yǎng)困難?防護(hù)要求高等特點(diǎn)，考慮到水性涂料在重防腐領(lǐng)域沒有使用事例可借鑒的情況，著力開展了港機(jī)重防腐領(lǐng)域水性防腐涂料的研究和應(yīng)用。

    2、水性涂料的選型和測試標(biāo)準(zhǔn)

    2.1水性涂料的技術(shù)選型

    港機(jī)產(chǎn)品都是臨水作業(yè)，一旦造成污染將直接影響到國計(jì)民生，因此對于涂料VOC的控制標(biāo)準(zhǔn)是越低越好，研究目標(biāo)定為VOC含量<100g/L。

    施工時(shí)可以用水稀釋，且與常規(guī)的溶劑性涂料施工性能比較接近。無溶劑型涂料VOC排放也比較低，但是這類涂料往往需要價(jià)格高昂的特殊的雙組分噴涂設(shè)備施工，并且混合后使用時(shí)間非常短，成膜厚，成本高，固化時(shí)間長，而且這類涂料黏度大，對于膜厚要求不高的項(xiàng)目，往往需要加入大量稀料來降低黏度，使VOC的排放量又上去了。所以水性重防腐涂料是港機(jī)產(chǎn)品的最佳選擇。

    綜合考慮水性涂料的行業(yè)情況后，結(jié)合港機(jī)產(chǎn)品的特點(diǎn)，確定先進(jìn)行箱梁結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面用水性重防腐涂料的研究和應(yīng)用。

    2.2水性涂料檢測方法

    根據(jù)ISO12944-2標(biāo)準(zhǔn)中對腐蝕環(huán)境的分類，涂層應(yīng)滿足C5-M高含鹽度的沿海性環(huán)境下的H(高)級耐久性的要求。根據(jù)ISO12944-6對該環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)室測試要求，進(jìn)行耐鹽霧1440h測試試驗(yàn)，要求為試驗(yàn)結(jié)束后單邊劃痕處的銹蝕蔓延不超過1mm，無起泡，銹蝕，開裂和剝落現(xiàn)象，同時(shí)涂層的附著力應(yīng)≥5MPa。

    2.3水性涂料的耐鹽霧檢測結(jié)果

    經(jīng)涂裝制板?保養(yǎng)及1440h鹽霧試驗(yàn)及附著力測試和施工性能綜合評定，美國Tnemec公司的Series27WB水性重防腐涂料通過了所有指標(biāo)，并且耐鹽霧性能優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型配套涂層(環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧中層漆)，各項(xiàng)檢測性能對比見表1。

表1 重防腐涂料性能測試結(jié)果

    實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

    （1）物理性能測試，水性涂料和溶劑型涂料都符合要求，水性涂料略優(yōu)；

    （2）耐鹽霧試驗(yàn)1440h，水性涂料產(chǎn)品Se鄄ries27WB優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型配套涂層，符合ISO12944-6標(biāo)準(zhǔn)中耐鹽霧性能的評定要求。

    1.4水性涂料應(yīng)用性能分析

    水性涂料耐鹽霧檢測顯示，Series27WB的施工和防腐性能突出。該產(chǎn)品是美國Tnemec公司專利產(chǎn)品，直譯名稱為“無機(jī)物雜化水性環(huán)氧涂料”。它的固體分為100%，使用時(shí)需要添加15%~20%的水進(jìn)行稀釋，并且有一部分水參與固化反應(yīng)，因此施工損耗率會(huì)更低一些。該涂料的環(huán)保性能和施工效率測試數(shù)據(jù)見表2。

表2 重防腐涂料應(yīng)用性能

    對比結(jié)果顯示，Series27WB水性涂料具有如下優(yōu)勢。

    1、一道施工150μm的防腐性能優(yōu)于傳統(tǒng)二道施工的215μm；

    2、VOC排放低，減排達(dá)到99%以上；

    3、施工效率高，在噴涂施工2h后就可以搬運(yùn)，而傳統(tǒng)的溶劑型涂料需要22h；

    4、是一款低表面處理涂料，前處理達(dá)到St2級就可以施工；

    5、一次性成膜厚度高，單次成膜厚度可達(dá)150~300μm；

    6、水性涂料施工不存在易燃易爆的危險(xiǎn)。

    3、水性重防腐涂料在港機(jī)產(chǎn)品上的應(yīng)用

    水性涂料的防腐性能雖然在實(shí)驗(yàn)室得到了論證，但要得到港機(jī)重防腐領(lǐng)域的認(rèn)可，并得以推廣應(yīng)用，必須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行推進(jìn)。

    3.1用戶的認(rèn)可度

    （1）從技術(shù)方面打消用戶的顧慮，整理水性涂料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，特別是與常規(guī)涂料配套的對比數(shù)據(jù)，從防腐性能上取得用戶對水性涂料防腐能力的信任；

    （2）從環(huán)保?安全意識引導(dǎo)，隨著全民質(zhì)量健康安全環(huán)境理念的不斷提升，很多的用戶對綠色制造?綠色環(huán)保情有獨(dú)鐘，Series27WB得到了美國綠色產(chǎn)品的認(rèn)證，符合用戶的心理；

    （3）以類似的應(yīng)用成功案例加強(qiáng)用戶的信心，選擇一些類似的成功應(yīng)用案例以增加推行的說服力，Series27WB的第一個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目———中海油惠州煉化基地，在冷卻水塔內(nèi)施工應(yīng)用3a后仍然完好。

    （4）選擇合適的項(xiàng)目推行，很快正式確認(rèn)在寧波港項(xiàng)目(2臺岸橋)上的應(yīng)用。

    3.2改變施工人員的施工習(xí)慣

    施工人員已經(jīng)習(xí)慣于溶劑型涂料的施工模式，因此在正式應(yīng)用前必須通過培訓(xùn)的方式進(jìn)行改變，以滿足水性涂料施工的技能要求。

    3.3施工設(shè)備要求

    Series27WB對噴涂設(shè)備沒有特別的要求，可使用常規(guī)的噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂施工，但需要注意:

    （1）常規(guī)涂料以溶劑為介質(zhì)和清洗液，Series27W和其他的水性涂料特性一樣，設(shè)備中不能含有溶劑。噴涂前務(wù)必將設(shè)備管路內(nèi)的溶劑都清洗干凈；

    （2）由于Series27WB涂料的固含量比較高，屬于低黏度高固含量的涂料，相對噴涂壓力比較高，一般選用65∶1及以上的噴涂設(shè)備。

    3.4施工過程控制

    水性涂料的施工與溶劑型涂料會(huì)存在許多差異，需要從施工方法上針對水性涂料的特點(diǎn)進(jìn)行全面的改進(jìn)和提高，才能最大程度發(fā)揮水性涂料的優(yōu)勢。

    3.4.1競稀黏度調(diào)整

    傳統(tǒng)的溶劑型涂料在施工過程中，如果感覺黏度大了，只要沒有超出活化期(Potelife)，隨時(shí)可以通過添加稀料以調(diào)整黏度。Series27WB水性涂料需要從基料?固化劑混合攪拌開始就加入適量的水，將黏度調(diào)整到需要的狀態(tài)，在后續(xù)的使用過程中，一般不允許再加入水稀釋。

    3.4.2焊縫修補(bǔ)和預(yù)涂

    水性涂料與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比，對基材表面的浸潤性能較差，這是水性涂料的特性。所以在對焊縫區(qū)域或需要作預(yù)涂的區(qū)域進(jìn)行涂裝時(shí)，要保證足夠的涂膜厚度，如果厚度不夠，就不能保證鋼鐵基材波峰點(diǎn)被涂料覆蓋，會(huì)造成點(diǎn)狀銹蝕。同時(shí)為了達(dá)到更好的涂裝效果，所專門采用了一款預(yù)涂噴槍，該噴槍可大幅提高預(yù)涂時(shí)的膜厚和速度，直接提高了水性涂料的施工效率。

    3.4.3施工設(shè)備的清理

    水性涂料的施工模式與溶劑型一致，但由于它采用水作為調(diào)整黏度?固化，因此一旦工具中存在溶劑，容易造成漆膜縮孔等弊病。

    3.4.4安全與固化通風(fēng)

    水性涂料在施工過程中，沒有了溶劑揮發(fā)，而且噴涂施工的漆霧也大幅減少。但是施工人員同樣需要做好個(gè)人安全防護(hù)工作，以防止水性涂料的漆霧吸入身體或進(jìn)入眼睛。在水性涂料固化過程中，也同樣需要強(qiáng)制通風(fēng)。水性涂料揮發(fā)的是水分，如果通風(fēng)措施不佳會(huì)減慢固化速度。

    3.4.5加強(qiáng)預(yù)涂工作

    Series27WB水性涂料的另一個(gè)特性是改變了以往兩道涂層配套的防腐模式，改成單道施工，單道成膜防腐，將更加注重角落?邊絲?焊縫的預(yù)涂施工，強(qiáng)調(diào)一次施工達(dá)到規(guī)定的膜厚要求。

    4、結(jié)語

    根據(jù)水性涂料的特性和港機(jī)設(shè)備的特點(diǎn)，對水性涂料在港機(jī)領(lǐng)域(鋼結(jié)構(gòu)箱梁內(nèi))進(jìn)行了嘗試應(yīng)用，這是水性涂料在重防腐領(lǐng)域應(yīng)用“零”的突破，對今后水性重防腐涂料在港機(jī)設(shè)備上的推廣應(yīng)用具有非常重要的意義。

    （1）確保了有限空間內(nèi)的安全生產(chǎn)

    Series27WB產(chǎn)品VOC的排放低至6.6g/L，完全消除了有限空間的涂裝施工安全隱患。

    （2）首開港機(jī)涂裝的綠色創(chuàng)造

    水性涂料的應(yīng)用將使重污染的港機(jī)涂裝業(yè)向綠色港機(jī)防腐轉(zhuǎn)變。

    （3）凸顯了企業(yè)的社會(huì)責(zé)任

    在港機(jī)推廣應(yīng)用水性涂料是落實(shí)“節(jié)能減排”的具體行動(dòng)，充分體現(xiàn)了社會(huì)責(zé)任感。

    （4）節(jié)約了社會(huì)不可再生資源

    石油資源是有限的也是不可再生的，采用水溶劑是石油產(chǎn)品，替代溶劑，也是保護(hù)地球資源的良好措施。

    （5）降低了涂裝施工的綜合成本

    隨著國家和地方政府環(huán)保政策的不斷出臺，環(huán)保投入(控制VOC的無序排放)將成為涂裝施工成本的一項(xiàng)重要投入，而采用水性涂料將不存在VOC的排放投入。

    Series27WB水性涂料不僅一道就可以達(dá)到傳統(tǒng)溶劑型涂料二道的厚度和防腐效果，而且在24℃的常溫下只要2h就可以固化，達(dá)到可搬運(yùn)狀態(tài)，固化24h后可長期浸泡于水中。而傳統(tǒng)的溶劑型涂料，不算第二道的施工時(shí)間，僅二道的固化時(shí)間至少需要22h后才能固化可搬運(yùn)�？纱蠓�縮短涂裝的生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。（來源：全球涂料網(wǎng)）（更多資訊請登錄：全球涂料網(wǎng) http://srglobaltrade.com/）