重防腐涂料与涂装-2011-6

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钢板 开卷 型钢 剪切 剪切
预处理机及流水线 装、焊接 漆 冷加工、成型 预涂装 部件组 喷底 焊缝等打磨处理 喷第一道面漆
喷中层漆
运至施工现

总装焊接
焊缝打磨处理、补涂层漆、
检查质量 修补
中层漆 交验。
统喷第二道面漆
预处理机及流水线:

有两种:以氢化环氧树脂改性的聚硅氧烷面漆(第一代) 以丙烯酸树脂改性的聚硅氧烷面漆(第二代) 高耐候性: 高固体份、低VOC、无异氰酸酯; 低粘度,易控制湿膜厚度,减少损耗; 可直接复涂于富锌底漆上,省略中层漆涂装。
常用防腐面漆比较
防腐面漆品种 项目 丙烯酸聚氨酯涂料 氟碳涂料 有机硅改性聚硅氧烷涂料

丙烯酸面漆:单组份、施工方便,是氯化橡胶面漆最好替代品。 高耐候性的三种重防腐蚀面漆

丙烯酸聚氨酯面漆
是目前钢结构行业应用最多的面漆,占60%以上;无最大涂装间隔的 要求,符合钢结构涂装工艺;价廉物美、性价比高。

氟碳面漆 有机改性的聚硅氧烷涂料
以FEVE为主要基料的氟碳面漆,可最大限度抵抗紫外线辐射。
1995年蒙特利尔法规:停止、限制使用CCl4、2010年完全停止。
我国尚无相应法规。
氯化橡胶涂料的优缺点
优点 1 漆膜的水蒸气和氧气透过率极低, 仅为醇酸树脂的1/10,具有良好的耐 水性和防锈性能 2 氯化橡胶在化学上呈惰性,具有良 好的耐酸性和耐碱性。可以用在混凝 土等碱性基材上面 3 氯化橡胶涂层有良好的附着力,它 可以被自身的溶剂所溶解,所以涂层 与涂层之间的附着力很好,涂层即使 过了一两年,其重涂性仍然很好 4 氯化橡胶涂层干燥快,不受环境湿 度的限制,可以在冬天使用
泽度、颜色符合业主的要求
涂层较长的防腐寿命
按ISO12944-2007国际标准 C1„„„C4„„„C5-I„„„C5-M———环境定义 很低 高 很高(工业) 很高(海洋) ISO12944-2007-5——配套涂层体系 ISO12944-1——涂层设计寿命
耐久性 设计涂层寿命 5年以下 5-15年 15年以上
Sa 2.5
<80微米 +++ ++ ++
耐溶剂性
附着力 配套性 对施工环境的要求 施工性 固化条件 维修困难度 经济性 其他
++++
+++ ++ +++ ++ ≥10°C + + 需加喷封闭漆
++++
++++ +++ ++ +++ -10-40C ++ +++ 需加喷封闭漆
++
+++ ++++ + ++++ ≥5°C +++ ++++ 不需加喷封闭漆
(1)车间底漆:钢材预处理底漆、保养底漆
称造船、集装箱行业涂装工艺上的革命,钢结构涂装工艺 的发展方向。

基本特性:
有3-6个月的户外防锈能力; 干燥迅速、能适合自动化流水线的干燥速度; 不影响钢板的物理机械性能及其焊接强度和切割速度; 低毒或无毒性,即电焊、气焊和切割时产生的气体中有害成分的浓度 (如氧化锌蒸气等)应在卫生标准允许范围内; 耐热性好,在焊接、切割、火工校正等热加工时,烧损面积较小,蔓 延应控制在10-25mm; 较好的耐电位性,对于浸水部位需适应阴极保护; 附着力好,能与各种涂层配套,层间附着力好; 能控制膜厚以达到焊接、安全卫生和经济性的要求,一般不含锌粉的 车间底漆,其干膜厚度可控制在20-25µm;含锌粉的车间底漆其干膜 厚度可控制在15-20µm。

中层漆
作用:是配套涂层的关键所在 承上启下,与底漆和面漆保持良好附着力; 增加涂层总厚度,提高涂层屏蔽能力,降低成本; 提高整体涂层丰满度,提高面漆装饰性。 种类:

环氧云铁中层漆(最常用)
与环氧云铁防锈漆不同,增加了填料、云母氧化铁用量,片状颜料在 漆膜中均匀分布。(见图)
图2 云母氧化铁(片状颜料)对腐蚀介质渗透的良好阻隔作用
面漆

作用:
遮蔽太阳光紫外线以污染大气对涂层破外作用,抵挡风雪雨水; 抵抗化学介质; 良好的美观装饰作用(重防腐涂料对光泽度要求不高)。

种类:
醇酸面漆:只能复涂在醇酸底漆上,不能复涂在富锌底漆上。
环氧面漆:耐碱耐腐蚀性好,与环氧类涂料配套,对环境要求高。 氯化橡胶面漆:是九十年代末钢结构行业主要面漆。

以树脂类型分: 醇酸漆(AK)——可持续发展型涂料 硅酸乙酯漆(ESI)——防锈性能好 丙烯酸漆(AY)——替代CR(氯化橡胶) 氯化聚乙烯漆(PVC)——现在很少 环氧及其改性产品漆(EP)——最主要 聚氨酯漆(PUR)

主要底漆品种介绍 富锌底漆 富锌底漆作用:阴极保护作用、自修复作用


涂层系统耐久性范围
低耐久性 中耐久性 高耐久性


重防腐涂料涂层寿命耐久性判定标准: ISO12944-1标准规定: 涂层耐久性——涂层在第一次大修之前所期望保持年限(配套设计寿命 ) 涂层状态 —— ISO 4628 判定 Ri3级 锈蚀面积1% ISO12944标准中涂层厚度、腐蚀环境和使用寿命的关系(见下表)
金属热喷涂 底材防锈处理 无机富锌底漆 环氧富锌底漆 丙烯酸聚氨酯 面漆选择 氟碳面漆 聚硅氧烷涂料 环氧云铁中间漆 环氧封闭漆-连接漆

钢结构涂装体系举例说明(见下表)
腐蚀环境 涂层系统 涂层 金属喷涂 金属热喷体系 封闭漆 中间漆 面漆 ISO 12944 C4(沿海腐蚀环境) 涂层产品 锌、铝或锌铝合金 环氧封闭漆 环氧云铁中间漆 脂肪族聚氨酯面漆 干膜厚度/微米 120~160 不计厚度 100 80

厚膜型环氧底漆:有环氧铁红底漆、环氧磷酸锌底漆、环氧玻璃鳞片 底漆、环氧云铁底漆 环氧云铁底漆(防锈漆):环氧树脂+片状云母氧化铁,与环氧云 铁中层漆不同 环氧磷酸锌底漆:无毒防锈颜料、厚膜型底漆、环保型涂料,可作 底漆、中层漆、亦可作面漆,用途广泛。
醇酸底漆(云铁、铁钛粉、磷酸锌„„) 钢结构加工行业中,占底漆用量1/4以上; 属可持续性发展涂料; 发展方向: 高油度醇酸树脂涂料; 高固体份醇酸涂料(达50%),VOC低,一次膜厚50-80µm; 改性醇酸涂料,性能好,醇酸铝粉漆可耐高温230°C; 注意事项:醇酸底漆只能配套醇酸面漆




常见车间底漆品种:按GB/T6747-2008国家标准,及JT/T 7222008部标准
无锌车间底漆 环氧铁红车间底漆 : 丙烯酸车间底漆
车间底漆 有锌车间底漆:环氧富锌车间底漆 无机硅酸锌车间底漆 水性无机富锌车间底漆
(2)底漆:防锈底漆是整个涂层的基础。 选择标准:对底材具有良好的附着力和润湿性 基材适宜选用耐碱性树脂 具有良好的屏蔽性 漆膜表面粗糙度大、收缩率低 底漆分类 以防锈颜料分类:铁红防锈漆 红丹防锈漆(含Pb 禁用) 铬酸盐防锈漆(含Cr+6禁用) 鳞片型防锈漆(含云母氧化铁) 锌粉防锈漆(富锌底漆) 新型无毒颜料防锈漆(磷酸锌、三聚磷酸铝、铁钛 粉)
重防腐涂料与涂装
重防腐涂料概念
定义
在严重恶劣环境中,使复合涂层有一定使用寿命的防腐涂料。
应用范围

大型工矿企业:石油化工;管道、储槽、设备;环境治理;矿山冶炼
建筑钢结构:钢结构住宅、机场、体育场馆、会展中心
重要能源工业:天然气、油管、油罐、输变电站、核电设备、煤矿矿井 现代化交通运输:桥梁、船舶、集装箱、火车、汽车 新兴海洋工程:海上设备、海岸、海上石油钻井平台
基料
固化剂 键能 固体分体积分数% 干膜厚度范围µm 耐光性 保色性 防腐性 施工性 安全健康及环保 市场业绩 标志性工程
含羟基丙烯酸酯
异氰酸酯 C-C键358KJ/mol 50 40-50 ++ +++ ++ ++++ ++ ++++ 北京大剧院
FEVE氟树脂
异氰酸酯 C-F485KJ/mol 40 30-40 ++++ ++++ + ++ + ++ 鸟巢
缺点 1 氯化橡胶涂料由于是热塑性涂料, 在干燥环境下130°C时会分解,潮湿 环境下60°C时就开始分解。所以温 度不宜高于60-70°C 2 氯化橡胶不耐芳烃和某些溶剂 3 氯化橡胶涂层能耐矿物油,但是长 期接触动植物油和脂肪等,漆膜会软 化膨胀 4 化学品储罐和化工设备内壁不宜使 用氯化橡胶,化学品的浸溶会破坏漆 膜
表 8 2007年我国重防腐涂料行业中富锌底漆产量分析
品名 环氧富锌底漆 产量 万吨 11.4 60 市场份额 %
醇溶性无机富锌底漆
水性无机富锌底漆
5.0
1.6
27
8
其他
合计
1.0
19.0
5
100
关于富锌底漆锌粉含量的标准 国际标准ISO12944-5(1998)规定:富锌底漆不挥发中锌粉含量不 低于80%(质量分数),锌粉颜料符合ISO3549规定。 中国部颁标准HG/T 3668-2009规定:不挥发分中的金属锌含量: 无机富锌底漆分别是80%、70%、60%;耐盐雾分别是1000h、800h、 500h;有机富锌底漆分别是80%、70%、60%;耐盐雾分别是600h、400h、 200h (TB/T铁道部标准、JT/T交通部标准)。
环氧富锌底漆
环氧云铁中间漆 聚硅氧烷涂料/氟碳面漆
75
125 80
二、 重防腐涂料涂装施工
1.重防腐涂料涂装的定义
将钢结构喷漆前表面处理、预涂装重防腐
涂料的喷漆、干燥、固化成膜整个工艺方
法与过程,以及与此相关的技术上管理上
的活动,称为钢结构的涂装。
2. 目的
(1)防止或延缓钢结构锈蚀,达到使用寿命
干膜厚度/µm
80 150 200 120 160 200
腐蚀环境 使用寿命
C2 低 中 高 低 中 高
腐蚀环境 使用寿命 干膜厚度/µm
C4 低 中 高 低 中 高 160 200 240(含锌粉) 280(不含锌粉) 200 280 320
C3
C5I C5M
一、重防腐涂料类型及配套介绍
底漆
重防腐涂料配套体系中底漆的作用最重要: 对钢材有良好的附着力 起到优异的防锈防腐作用
底漆
中间漆 面漆 底漆 高性能涂料系统 封闭漆 中间漆 面漆 底漆 面漆
环氧富锌底漆
厚浆型环氧云铁中间漆 脂肪族聚氨酯面漆 无机富锌底漆 环氧封闭漆 厚浆型环氧云铁中间漆 脂肪族聚氨酯面漆 厚浆型改性环氧涂料 脂肪族聚氨酯面漆
75
125 80 80 30 100 80 2*100 80
底漆
超耐候性涂料系统 中间漆 面漆
富锌底漆类型 有机富锌底漆——以环氧富锌底漆为主 无机富锌底漆:水溶性、醇溶性

富锌底漆性能比较表
三种富锌底漆性能对比
项目 水基富锌底漆 溶剂型无机富锌底漆 环氧富锌底漆
表面处理
最大干膜厚度 防腐性 耐热性 导静电性
Sa3级
<150微米 ++++ ++++ ++++
Sa 2.5或3级
<125微米 百度文库+++ ++++ ++++
有机硅改性聚硅氧烷
聚胺 Si-O键445KJ/mol 70-90 60-150 +++ ++++ ++++ +++ ++++ ++ 水立方
重防腐涂料配套体系的建立


标准: ISO 12944-2007标准,钢结构重防腐涂料体系,配套涂层 最高防腐 年限提法>15年 14713-1998标准,金属热喷涂(Zh、Ae、Zh-Ae合金、Ae-Mg合金)+ 重防腐涂料复合涂层,涂层最大使用寿命>25年 选择过程:
不同的涂料厂有不同的云铁中层漆,有不同的涂装间隔,时间3月不限。 厚膜型云铁中层漆,有的体积固含量可达80%,单道施工膜厚 DFT=100-300µm

环氧磷酸锌中层漆
用途:作底漆、中层漆、面漆均可
施工性能:体积固含量高、单道施工DFT=100微米, 干燥迅速,低毒环保,涂装间隔不限

其他:有氯化橡胶、丙烯酸等中层漆
重防腐涂料的特点
涂料:防腐蚀性好;固含量高、厚膜型;施工性能好;涂层低收缩率
涂装:钢材表面处理:以抛丸、喷砂为主 喷漆:无气喷漆法
固化干燥:自然干燥法、固化
配套涂层: 底漆:车间底漆、底漆——与底材有良好的附着性、防腐性
中层漆——增加涂层厚度、提高屏蔽性、柔韧性
面漆——抵抗介质、耐候性 整体涂层:——优良附着力,适当的硬度、韧性、耐磨性,光
(2)防止钢材损伤和磨损,消除内应力,具
有特定使用价值
(3)使钢结构呈现装饰作用,传达标志信号
(4)发挥特种功能,如防污、示温、发光、
隔音……
3. 重要性
(1)三分涂料,七分涂装
(2)涂装工艺比电焊工艺更重要
(3)发展涂装工艺必要性 (4)涂料涂装整体发展
三、 涂装工艺
(一)工艺流程: 1. 有预处理机及流水线
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