(整理)钢结构防锈漆的种类和性能以及面漆的相容性
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二. 常用漆料
涂料的性能取决于所采用的原材料,其中以主要成膜物质,即漆料的作用最大。它是涂料的主体,也是涂料的基的是常用的漆料的性能,以及它们所制成的常用涂料品种。
1. 沥青
沥青是防腐蚀涂料中重要的原材料,主要有天然沥青、石油沥青和煤焦沥青三种。前两种沥青在埋地管道使用的主要煤焦沥青。
煤焦沥青耐水性强,有着良好的表面润湿性,可以单独作为热溶性沥青瓷漆,用于水下环境。在船舶涂料方面,现代涂料中煤焦沥青主要是用来改性其它树脂的耐水性,如环氧树脂、乙烯树脂等。环氧煤沥青涂料,国外称之要的防腐蚀涂料,广泛用于海洋、水下和埋地等腐蚀环境。桥梁方面,环氧煤沥青涂料用于铁路桥梁的箱杆内侧也是厚浆型环氧煤沥青涂料,这在没有使用除湿设备的箱梁内部,具有良好的耐水耐凝露性能。
2. 干性油
干性油,是最早使用的涂料用成膜物质。亚麻油是其中最重要的一种,表面张力低,对底材渗透性强。桐油也是但是渗透性稍差。
早期使用的油性红丹漆即是以亚麻油为基料生产,在工业和桥梁钢结构方面广泛用作防锈漆。亚麻油中的脂肪酸50%亚麻酸
20%亚油酸
20%油酸
10%各种饱和脂肪酸
美国著名的金门大桥最早的防腐蚀涂装系统即以亚麻油红丹漆作为防锈底漆配合醇酸面漆使用。现在大跨度的悬锈颜料用来调合作为主缆系统的密封膏。
3. 醇酸树脂
醇酸树脂是多元醇和多元酸的反应产物。用于涂料配制的醇酸树脂树脂主要以下几类:
(1)纯干性油醇酸树脂
(2)改性的干性油醇酸树脂,用中油度到长油度的亚麻油改性的醇酸树脂,可以配制海洋环境下使用的涂料。(3)非干性油醇酸树脂,中油度的非干性油醇酸树脂,常与氨基树脂配合使用,配制成烤漆,用于电器和汽车醇酸树脂漆的性能与脂肪酸含量(油度)有很大关系,醇酸树脂的油度可以分为:
(1)长油度,油含量超过60%
(2)中油度,油含量在50%-60%
(3)短油度,油含量低于50%
短油度醇酸树脂主要和氨基树脂一道用于工业烘干面漆,如自行车、金属家具等。
中油度醇酸树脂主要用于强迫干燥型或者气干性的机械涂料和工业涂料,也用于汽车、货车等的修补漆。
长油度醇酸树脂主要通过豆油改性,用于防腐蚀涂料和建筑色漆。
醇酸树脂涂料较油性漆的干燥性能好得多,因为它的多元醇的苯二甲酸酯的上很多不饱和脂肪酸基能在空气中性基团使用漆膜具有比油性漆更好的附着力。
与油性涂料相比,醇酸树脂涂料的干性、保色性,耐候性,附着力等均有很大程度的提高。醇酸树脂涂料主要用性差,耐水性差,不能用于水下结构
醇酸树脂在现代重防腐涂料应用之前,是防腐蚀主面最为主要的涂料品种,目前也仍然应用广泛。醇酸树脂涂料漆、醇酸铁红防锈漆和醇酸云铁防锈漆,醇酸磁漆、锌铝粉钢灰醇酸磁漆等,在桥梁等钢结构方面应用广泛。4. 酚醛树脂
酚醛树脂是酚和醛催化剂存在下所缩合得到的产物。合成酚醛树脂所用的酚类主要有:苯酚、甲酚、二甲酚、对甲醛为主,也有个别产品使用糠醛。该类涂料具有良好的耐水性、耐酸性,但机械强度低,对金属附着力差。所酚醛树脂因原料、配方、反应催化剂及合成工艺的不同,所得树的分子结构及性能也有差异。有时还要加入各种
醇溶性酚醛树脂分为热塑性和热固性两种。热塑性树脂由于附着力不好,机械性能随温度变化大,在防腐蚀漆中分枝的线型高分子。在受热或催化剂的作用下,彼此交联缩聚,形成不溶不熔的网状立体结构。该树脂在防腐蚀油溶性酚醛树脂由对-叔丁酚、对-苯基苯酚等取代酚与甲醛缩聚而得。由于在分子结构中增加了油溶性基团,该树脂有油反应型和非反应型两种。油反应型可以制成多种油改性酚醛漆,漆膜干燥快、机械性能好,对水和酸很广,用于一般的耐酸耐蚀有较好的效果。
除了油、松香等改性品种外,习惯上都归类于其他树脂的改性品种。
酚醛树脂作制成防腐蚀漆,多以不含油的醇溶性热固性酚醛漆为主,这种漆的耐酸性良好,并耐盐溶液及有机物反应,故耐碱性很差。固化后的漆膜,内聚力很大,硬度高,脆性大,对金属的附着力不好,不宜单独使用。酚醛树脂作为交联剂,常与环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛等配制成耐蚀好的烘漆,用于桶或管道的内壁衬里。
油和松香改性酚醛树脂为主体的酚醛防腐蚀漆,通常称为耐酸漆。
常用的防锈漆有红丹防锈漆、锌黄防锈漆、云铁防锈漆和铁红防锈漆。
5. 氯化橡胶
氯化橡胶是天然橡胶或合成的异戊橡胶降解后的氯化产物。漆膜致密而发脆,常加入氯化石蜡作为增塑剂。
氯化橡胶类涂料有着良好的耐水性和防锈性能,优良的耐酸性和耐碱性,附着力好,可以被自身的溶剂所溶解,可以在低温下施工应用。正因为有着这么多一系列的优良性能,得到了用户的欢迎,在桥梁、储罐、港机等钢结树脂涂料。常用的品种有氯化橡胶防锈漆,如铁红防锈漆,云铁防锈漆,铝粉防锈漆等。各色氯化橡胶面漆及氯桥梁方面的典型,其面漆就使用了氯化橡胶涂料,涂装方案如下:
箱梁外部
第一道881-X环氧富锌底漆50μm
第二道881-Z01 环氧云铁中间漆100μm
第三道881-F氯化橡胶面漆45μm
第四道881-F氯化橡胶面漆45μm
箱梁内部
第一道881-X 环氧富锌底漆50μm
第二道881-H03 环氧厚浆漆100μm
氯化橡胶面漆由于耐候性还是不强,两三年后会有粉化,于是耐候性突出的脂肪族聚氨酯面漆,特别是有着良好氯化橡胶面漆的使用。目前的桥梁大多数使用的面漆是丙烯酸改性聚氨酯面漆。
由于氯化橡胶是将橡胶在CCl4中通氯后再在水中析出,其成品往往残留较多的四氯化碳,污染大气,目前受到正在改进。如德国的BAYER公司已把四氯化碳含量降低到1%。
6. 丙烯酸树脂
丙烯酸树脂是要指丙烯酸酯或甲基丙烯酸树脂通过自由基聚合反应生成的均聚物或与其它烯类单体生成的共聚物丙烯酸树脂包括热塑性和热固性两类。
热塑性丙烯酸树脂的成膜主要是通过溶剂的挥发,分子链相互缠绕进行的。分子量在30000~130000之间,所34%左右。在重防腐涂料中,这类树脂主要是用来作来氯化橡胶底漆或环氧防锈漆的面漆使用,具有很好的耐和丰满度。有机硅改性的丙烯酸树脂,称之为硅丙,其中有机硅含量大于30%,耐候性强,耐水性极佳,常用热固性丙烯酸树脂的分子量比热塑性的要低,固体份含量高。交联固化的漆膜具有更好的光泽,耐化学品和耐溶丙烯酸树脂含有的羟基基团,可以与多异氰酸酯进行反应固化。这类涂料我们将在下面“聚氨酯树脂”一节还有详7. 环氧树脂
环氧树脂是其分子中含有环氧端基的线性聚合物,典型的双酚A环氧树脂结构式如下:
8. 聚氨酯树脂
分子结构中含有氨基甲酸酯键的涂料称为聚氨酯涂料,其涂膜外观美好、耐腐蚀、有较好的低温柔性和良好的耐护与装饰。
聚氨酯涂料使用的常用单体有芳香族异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)及脂佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)等。其中以芳香族异氰酸酯为原料的聚氨酯涂