防腐蚀基础知识及涂料应用

聚硅氧烷的结构和耐候机理
硅氧烷
Organic coatings have carbon-carbon bonds in their backbone -C-C- 有机碳-碳键键能 : 83 Kcal/mol
Polysiloxane is any polymeric structure that contains repeating silicon-oxygen groups -Si-O- 无机硅-氧键键能 : 108 Kcal/mol
SigmaCover 380
Prime 系列 低表面处理环氧 SigmaPrime 200 / 700 / 800 SigmaCover 400 / 2 (Amerlock 400 / 2) SigmaCover 620
环氧中间漆 产品类别
高固态 / MIO
云母氧化铁
产品名称
SigmaCover 410 / MIO
PPG公司介绍
亚太地区
2016
内容
PPG-PMC公司简介
标准介绍
涂层系统 相关产品介绍
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公司介绍
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标准介绍
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设计规范
• • • • • • • • ISO 12944 : 2007 色漆和清漆 防护漆体系对钢结构的腐蚀防护 GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 ISO 12944 : 2017 (升级改版信息) NORSOK M 501 (ed6, 2012) 表面处理与防护涂层 ISO 20340 : 2009 色漆和清漆--海上及有关构筑物防护漆系统的性能要求 GB/T 31817-2015 风力发电设施防护涂装技术规范 NB/T 31006-2011 海上风电场钢结构防腐蚀技术标准 DNV-GL 海上风电防腐保护
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GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构 的防腐蚀保护
• • • • • • • • 第1部分：一般介绍 第2部分：腐蚀环境分级 第3部分：设计考虑 第4部分：表面类别和表面处理 第5部分：保护涂料系统 第6部分：实验室性能测试方法 第7部分：涂装工作的执行和监督 第8部分：新建和维修规格书制订 新版ISO 12944 • 新增第9部分（ISO 20340） • 第9部分：海上和相关 钢结构的防腐配套体系 和性能测试方法
环氧富锌 ≥ 70% d) GB50393-2008 《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》 干膜锌含量 ≥ 80% e) HG/T3668-2009 富锌底漆
金属锌：1 类 ≥ 80%
2 类 ≥ 70%
3 类 ≥ 60%
常见富锌底漆比较
项目 1 2 3 4 4 表面处理 最大干膜厚度 VOC 防腐性 耐热性 无机富锌底漆 Sa 2.5或Sa 3级 <150 微米 ++ ++++ ++++ 环氧富锌底漆 Sa 2.5 <80 微米 +++ +++ ++ 水性富锌底漆 Sa3级 <150 微米 ++++ ++++ ++++
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GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结 构的防腐蚀保护
GB/T 30790-6 规定了涂层体系的性能和测试方法
大气区：C5-M High 循环老化测试4200H
潮差、飞溅区、海水浸没区： 海水浸泡测试3000H
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基础设施常用产品介绍
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SIGMAZINC 高性能防腐底漆：环氧富锌漆
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新版ISO 12944 • • • • • • • 面漆：增加了聚硅氧烷、聚天冬门氨酸、氟碳等超强耐候面漆 删除：聚氯乙烯、氯化橡胶的古老产品 新增“创新配套” 取消浸没环境中热喷金属上的配套 附录A 和B为规范性附录，规定了最低要求 附录C到G为参考性附录 配套体系中还包含了超强防护体系
涉及含锌量要求的常用规范
a) ISO 12944 – ≥ 80% 锌粉 b) SSPC PAINT 20: 锌粉 Level 1 ≥ 85%, Level 2 77% - 85%, Level 3 65% - 77%
c) JT/T722-2008 公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件
金属锌：无机富锌 ≥ 80%
加热的建筑物内部，空气洁 净，如办公室、商店、学校 和宾馆等 未加热的地方，冷凝有可发 生，如库房，体育馆 高湿度和有些污染空气的生 产场所，如食品加工厂、洗 衣场、酒厂、牛奶场等 化工厂、游泳池、海船和船 厂等 总是有冷凝和高湿的建筑和 地方 总是处于高湿高污染的建筑 物或其它地方
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GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结 构的防腐蚀保护
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GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结 构的防腐蚀保护
• GB/T 30790-1中，把防腐 寿命分为3个等级： 新版ISO 12944 • 4个等级
• 低（L）： 5年 • 中（M）： 5-15年 • 高（H）： 15年以上
• • • •
低（L）： 7年 中（M）： 7-15年 高（H）： 15-25年 很高（VH）：25年以上
GB/T 30790-2中将腐蚀环境分为9个等级
分类 Im 1 Im 2 Im 3 淡水 海水或盐水 土壤 环境 典型的应用场合 河流的安装结构，水力发电站 港口码头设施，海底钢管桩，离岸工程 埋地管道，电厂循环水管等
新版ISO 12944 • 合并C5-I 和C5-M • 新增CX，海上腐蚀环境 • 新增Im4，海上工程
• 低（L) 2～5年
• 中（M) 5～15年 • 高（H) 15年以上
配套选择
• 防护涂料体系表防
护涂料体系表
• A.1、A.7、 A.8中， 一种以上腐蚀环境 的涂料体系 • A.2、A.3、 A.4、 A.5、A.6单一腐蚀 环境下的涂料体系
• C5-M 很高 (海洋)
• Im1 淡水浸泡 • Im2 海水或盐水浸 泡 • Im3 埋地
SigmaCover 522 / 435 Sigmacover 280MIO（符合TB/T 1527）
快干型
SigmaFast 278
SIGMADUR 超耐候性面漆（聚氨酯/氟碳/聚 硅氧烷）
氟碳漆的结构和耐候机理
X= F/Cl
-C-C-
碳-碳键键能 :
358 KJ/mol
C
C
-C-F-
碳-氟键键能 :
氟碳漆2800 – 第三方测试
氟含量（溶剂中可溶物） : 25% VOC : 417g/L 人工加速老化（5000h）： 保光率： 84%, 保色率：ΔE=1.0 符合相关相关标准 公路桥梁标准：JT/T 722，氟含量大于24%（优等品） 铁标：TB/T 1527，3000小时人工老化，保光率大于80% HG/T 3792，氟含量大于18%，2500小时人工老化
聚硅氧烷的结构和耐候机理
有机面漆
C C
C
C
C
C
C
C
无机面漆
C C
Si
O
Si
O
C
C
C
Key Takeaways
1. PSX 700 是具有世界专利的「环氧」工程硅氧烷 2. 1994年推出市场至今，已拥有超过20年的成功业绩 3. PSX 700 工程硅氧烷，最大特色： a) 如同环氧涂料一般，具有极优异的耐化学品和耐磨性能 b) 同时具备极佳的耐候性，其保光保色性，超过传统聚氨酯2-3倍
SIGMACOVER/SIGMASHIELD 环氧漆/环氧耐磨漆
环氧漆简介
中间（环氧）漆作用 增加漆膜厚度 提高屏蔽效果 提高体系附着力 中间（环氧）漆品种 环氧云铁漆 环氧玻璃鳞片漆 改性环氧漆
环氧磷酸锌底漆
低表面处理环氧漆
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云母氧化铁和玻璃鳞片
云母氧化铁(MIO)在涂层中的分布示意图
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GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结 构的防腐蚀保护
C1
C2
C3
C4
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C5-I
C5-M
GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结 构的防腐蚀保护
腐蚀环境
• C1 很低 • C2 低 • C3 中 • C4 高 • C5-I 很高 (工业)
设计寿命
富锌底漆防腐机理
Zn Zn2+ + 2eO2 + 4H+ + 4e- H2O 富锌底漆 Zinc-rich primer 碳钢基材 Steel Substrate
相对于碳钢，锌具有更低的腐蚀电位 电化学反应：当存在电解质时，碳钢为阴极被保护，锌为阳极 被腐蚀 – 阴极保护，或称牺牲阳极 电导性至关重要：锌粉既要在涂层中紧密接触也要与底材紧密 接触
++
≥5C ++ + 需加喷封闭漆
热浸/喷锌技术与含锌涂料比较
小结：与热浸锌、热喷锌配套相比，环氧富锌的油漆 配套同样可达到高年限的防腐要求，同时具有明显的 成本优势，且便于施工（设备与工艺简单），修补方 便。
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PPG富锌底漆
1. 无机富锌底漆
储罐内部 - SigmaGuard 750 (83%) 高锌(85%锌粉) - SigmaZinc 9 (Dimetcote 9) 低锌(77%锌粉) - SigmaZinc 158 水性高锌(85%锌粉) - Dimetcote 21-5 水性低锌(80%锌粉）- X604 2. 环氧富锌底漆 (91%锌粉) - SigmaZinc 109ME (81%锌粉) - SigmaZinc 109HS
• 以上时间为提供防腐方案的设计参考时间。
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GB/T 30790-2014 色漆和清漆 防护涂料体系对钢结 构的防腐蚀保护
GB/T 30790-2中将腐蚀环境分为9个等级
单位面积上质量的损失（第一年曝露后） 腐蚀类别 质量损失 g/m2 C1 很低 C2 低 C3 中 C4 高 C5－I 很高(工业) C5－M 很高(海洋) 10 10-200 200-400 400-650 650-1500 650－1500 低碳钢 厚度损失 m 1.3 1.3-25 25-50 50-80 80-200 80－200 质量损失 g/m2 0.7 0.7-5 5-15 15-30 30-60 30－60 锌 厚度损失 m 0.1 0.1-0.7 0.7-2.1 2.1-4.2 4.2-8.4 4.2－8.4 大气污染较低，大部分 是乡村地带 城市和工业大气，中等 的二氧化硫污染，低盐 度沿海区域 中等盐度的工业区和沿 海区域 高湿度和恶劣大气的工 业区域 高盐度的沿海和近岸地 带 外部 内部 温性气候下的典型环境（仅作参考）பைடு நூலகம்
Amercoat 68 series
(77%锌粉) - SigmaZinc 108HS (65%锌粉) - SigmaZinc 102HS
(50%锌粉) - SigmaZinc 105
环氧富锌底漆109HS – 第三方测试
金属锌含量（干膜中） : >80% 体积固含量：>65% 配套性能： Sigmazinc 109HS + Sigmacover 410 + Sigmadur 2800 6000h中性盐雾 720连续水冷凝 240h酸、碱浸泡 冷热循环（10个） 符合相关相关标准 铁标：TB/T 1527，1000小时盐雾 HG/T 3668，金属锌含量大于80%（1类）
环氧玻璃鳞片涂料结构电子扫描图
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环氧防锈底漆 产品类别
通用底漆 磷酸锌 云母氧化铁 高固态 SigmaCover 280 SigmaCover 246 * 全球版 - SigmaCover 256 SigmaCover 435 SigmaCover 400/2 (Amerlock 400/2)
产品名称
5
6 7 8 9
导电性
耐溶剂性 附着力 配套性 对施工环境的要求
++++
++++ +++ +++ ++
++
++ +++ ++++ ++++
++++
++++ +++ ++ +
10
11 12 13 14
施工性
固化条件 维修简易度 经济性 其它
+++
≥ 5C ++ + 需加喷封闭漆
++++
- 10～40C ++++ +++ 不需加喷封闭漆
485 KJ/mol
C
F
氟碳漆2800 – 优异的保光性能
NW
120
100
gloss retention
80
60
40
20
0 initial 1m 3m 6m 9m 12m 18m 24m 36m 48m
time
sigmadur 2800 white sigmadur 2800 red sigmadur 2800 grey normal PU sigmadur 2800 blue