可剝離涂料在大型機械產(chǎn)品上的應(yīng)用研究

李 鵬，王 紅

1.一重集團重裝事業(yè)部助理工程師，黑龍江 富拉爾基 161042

2.一重集團重裝事業(yè)部高級工程師，黑龍江 富拉爾基 161042

重型機械工業(yè)產(chǎn)品在裝配、儲存、運輸和使用過程中，受各種環(huán)境氣候的影響，裸露金屬表面容易發(fā)生銹蝕，給產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，使用性能等帶來危害和損失。因此，全面了解機械產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲存、運輸和使用過程中防銹工程現(xiàn)狀及問題，改進防護對策，開展防銹新技術(shù)研究，是減少或避免銹蝕損失，節(jié)約和充分利用資源、能源的一項重要工作。

重機產(chǎn)品防銹現(xiàn)狀是：

（1）工序間產(chǎn)品裝配面加工完后，若不進行防銹處理，在存放和后續(xù)加工過程中易生銹，若涂防銹油處理則在裝配時需要清理，或污染涂裝油漆表面，影響漆膜性能和外觀；

（2）成型的機械產(chǎn)品或裝配部件的裸金屬表面在室外存儲、運輸過程中銹蝕嚴(yán)重，需要進行防護；

（3）常用的烯烴類可剝涂料溶劑氣味大，易粘灰，透明性差。

尤其近幾年來，一重集團向俄羅斯等許多國家和地區(qū)出口大量冶金工程設(shè)備。部分如軋機等部件體積巨大，只能裸露運輸，室外存儲時間較長，某些產(chǎn)品裸露部件室外存放將超過半年以上。為避免產(chǎn)品裸金屬表面在運輸和存儲過程中發(fā)生銹蝕，提高產(chǎn)品的防銹質(zhì)量，研究采用經(jīng)濟適用的新涂料十分必要。

而裸金屬涂裝可剝離防護涂料正是目前解決該問題最有效、最方便、最經(jīng)濟的方法。涂裝后，在部件表面可形成一連續(xù)的封閉層，利用涂層本身的機械阻隔作用及涂層中緩蝕劑及抗菌添加劑的聯(lián)合作用，可有效防止空氣和水分子等滲入到物件表面，既降低了封存物資的腐蝕速率及防霉變性，又可提高設(shè)備的防機械擦傷、防腐蝕性能。同時，涂料又能完全剝離，快速啟封。

可剝離涂料是一種臨時保護涂料,它興起于上世紀(jì)70年代初的日本、美國及歐洲一些國家。與大多數(shù)普通涂料相似,其成膜物質(zhì)也是高分子物質(zhì)，除了對保護基面有合適的附著力與可剝離性外，涂膜還具有一定的彈性、強度以及耐化學(xué)藥品性等。目前比較常見的有聚氨脂、聚苯乙烯、聚乙烯醇、有機硅、聚丁基二烯、氯醋樹脂、丙烯樹脂或其共聚物、乙基纖維素、聚乙烯醋酸乙烯等。

其中聚丙烯酸酯類耐老化性能、耐油性、耐光性、耐溶劑性能優(yōu)良，并且無色透明，具有最廣闊的應(yīng)用前景。丙烯酸樹脂類可剝涂料主要發(fā)展方向為乳液型涂料，符合國家環(huán)保要求。

由于可剝離涂料具有操作簡單、啟封方便的突出優(yōu)點，先進國家早已將可剝離涂料用于武器裝備、機械設(shè)備的防護和封存。我國在可剝離防護涂料方面的研究起步較晚，仍以溶劑型為主?，F(xiàn)有的一些水性可剝離涂料，在成膜性、可剝離性等方面都存在明顯的問題，主要表現(xiàn)在涂層脆性大、不耐水、可剝離性和防銹效果差，其應(yīng)用受到了很大的限制[1]。

因此，我公司與某研究根據(jù)實際需要開發(fā)針對大型冶金成套設(shè)備防銹用WH-136可剝涂料，并通過實驗室及實際應(yīng)用對其性能進行全方位檢測。

1 實驗檢測

1.1 實驗設(shè)備、材料及試件

（1）設(shè)備 PQ-2型重力式噴搶；ISO型鹽霧試驗機；GDJS-100高低溫交變濕熱箱；SY-25B濕熱試驗箱；QUV加速老化試驗機；涂4-粘度杯；CMS磁阻法測厚儀；

（2）材料 WH-136可剝離防護涂料；

（3）樣板 冷軋板70 mm×150 mm×2 mm；表面涂油、280#砂紙打磨前處理；

（4）工程樣件 軋機機架部件、壓力機機頭，底座及輥道等部件裸金屬表面（見圖1）。

1.2 涂裝過程

（1）參數(shù)確定

模擬現(xiàn)場工況進行施工實驗，采用PQ-2型重力式噴搶手工噴涂，噴嘴口徑2.0 mm，施工參數(shù)如下：

①調(diào)整樣品施工粘度（涂-4杯25°）26+5S；

②噴涂壓力0.25～0.40 MPa，噴涂角度約90°，噴涂距離200～350 mm，噴幅100～150 mm，噴槍移動速度0.20～0.30 m/s；

③濕膜厚度100～180 μm，漆膜均勻完整，無流淌；

④漆膜干燥分別采用晾干，風(fēng)干和烘干三種方式。

晾干即置于室溫條件下（23±2℃）自然干燥，1 h指觸干；風(fēng)干即置于室溫條件下啟動排風(fēng)干燥，20～30 min指觸干；烘干即置于梯度烘箱內(nèi)干燥，60℃×10 min指觸干，干燥后的漆膜表面無裂紋無脫落；

圖1 涂刷部件

⑤因為工程樣件尺寸過大，需長期置于室外，在運輸過程中基本為裸露包裝，出口部件還需要海上運輸，所以確定工程樣件具體防護部位如下：

軋機機架加工部件的裸露表面；

軋輥的外露表面；

傳動軸的外表面。

（2）工藝流程

本實驗采用的工藝流程分5個步驟（見圖2）。

圖2 工藝流程

（3）技術(shù)要求

①待噴涂的裸露表面必須經(jīng)檢驗合格，表面應(yīng)無毛刺、無劃傷、無銹蝕，表面應(yīng)干燥無水及無油污、無灰塵等附著物；

②表面如果有劃傷或是裸露金屬部位表面有銹蝕，必須先進行表面除銹處理，除銹處理合格后補涂防銹油，防銹油干燥后再涂刷可剝離涂料；

③軋輥的裸露表面經(jīng)清洗檢查合格后，應(yīng)先涂刷一層硬膜防銹油，而后再涂刷可剝離涂料；

④傳動軸的外露表面經(jīng)清洗檢查合格后，表面噴涂可剝離涂料；

⑤噴涂可剝離涂料后，如出現(xiàn)剝離或脫皮時，必須按修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)要求去除后，重新進行修補；

⑥雨天或冬季進行可剝離涂料施工時，必須在室內(nèi)存放4 h后，才可到室外進行存放或運輸。

（4）涂裝施工

①樣板涂裝

實驗室樣板涂裝過程：脫脂涂油（石油醚或汽油）→擦干（脫脂紗布）→280砂紙打磨（也可不打磨）→噴涂可剝涂料→烘干

②工程樣件涂裝

檢查：目視觀察預(yù)涂裝部件表面，確認(rèn)有無表面劃傷，油污、銹跡等；

涂裝前處理：用潔凈壓縮空氣將無油污表面的浮灰按照先上后下，從前到后的順序依次吹干凈；用干凈的白布將有油污和雜質(zhì)的部位表面擦洗干凈；對有銹跡的工件表面打磨除銹；

噴涂：將可剝離涂料按一定比例攪拌均勻，用涂4粘度杯調(diào)整粘度，然后按照從上到下，從前到后的順序均勻完整的噴涂可剝離涂料；

干燥：采用自然干燥方式，干燥時間為20～30 min(根據(jù)季節(jié)不同稍有變化)；

檢查修補：漆膜表面應(yīng)均勻、連續(xù)、完整、無漏涂；對漆膜附著力不好有剝離、脫落或不完整的部位，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求重新進行重涂修補，修補后的部件表面經(jīng)檢查合格后再行存放或運輸。

1.3 性能試驗

（1）實驗室樣板試驗

①中性鹽霧試驗執(zhí)行GB/T 1771-2007；

②高低溫交變試驗方法：-50℃低溫試驗5 h，恢復(fù)到室溫后，60℃保持5 h，為1次循環(huán)，共循環(huán)10次；

③濕熱試驗執(zhí)行GB/T 1740-1979；

④紫外老化試驗執(zhí)行GB/T 1865-2009；

⑤耐酸堿試驗方法：10%NaOH溶液和10%HCl溶液浸泡7天。

（2）工程樣件測試

工程樣件進行室溫存放、運輸?shù)葘嶋H環(huán)境性能測試考察。

2 實驗結(jié)果與討論

（1）樣板測試結(jié)果

實驗室樣板經(jīng)過試驗測試后獲得數(shù)據(jù)令人滿意（見表 1）。

從表中可以看出，WH-136可剝離涂料具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、耐候性能和耐酸堿腐蝕性能，涂裝后的工件適合室外存放和運輸。該涂料同時還具有較好的耐低溫性能，適合在高緯度地區(qū)冬季使用。

（2）工程樣件性能研究

按國家防銹標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件要求，用可剝離防腐涂料涂裝2件軋機機架，3組輥道，1件大型部件機頭，1件底座部件裸金屬表面。

表1 測試結(jié)果

①涂裝后的1件大型部件機頭和1件底座，2009年3月13日露天存放于我公司廠區(qū)南貨場。到2010年3月期間查看防護部位未出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，漆膜輕微失光，無粉化，可剝離性能良好；

②3組輥道經(jīng)過后序加工處理后，存放于室內(nèi)倉庫，1年零6個月后查看，防護部位裸金屬表面無銹蝕，漆膜可剝離；

③2件軋機機架部件發(fā)運到湘譚庫存超過一年后經(jīng)查看防護表面狀態(tài)完好、無銹蝕、漆膜可剝離。

通過對涂裝可剝離涂料進行防護的重型機械工程樣件的跟蹤可以發(fā)現(xiàn)，WH-136可剝涂料對我公司大型部件的裸金屬表面防銹性能優(yōu)異，可剝性好，滿足臨時防護要求。

3 結(jié)語

（1）WH-136可剝涂料經(jīng)過實驗室及實際設(shè)備涂裝檢驗合格可推廣應(yīng)用；

（2）該涂料粘度適宜，霧化效果良好，噴后不流淌，膜層均勻，不堵槍，干燥時間適宜，符合生產(chǎn)施工要求；

（3）該涂料涂裝過程中沒有刺激性氣味，去除方便，對人體無害。

[1]賀英等編著.涂料樹脂化學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社，2007.