聚獒合環氧乙烷低表面處理防腐底漆的研發和應用

岳興國

（阿克蘇諾貝爾漆油（上海）有限公司，上海 200040）

1 引言

1.1 行業背景

腐蝕會造成各行各業，包括冶金、化工、礦山、交通、機械、農業、海洋開發和基礎設施等的材料和能源的消耗以及設備的失效。1999年美國由交通部和美國高速管理協會進行的腐蝕調查數據表明，1998年總的腐蝕損失為每年2757億美元，直接經濟損失為1379億美元。我國在2001年完成的“中國工業與自然環境腐蝕問題調查對策”，也涉及了自然環境、化工、交通運輸等行業，初步估計我國的腐蝕約為5千億元，造成大量社會財富損失[1]。除了在基礎設施和設備在服役前進行防腐保護，后期維護和重涂，也是延長基礎設施和設備使用年限的有效措施和必要手段。

1.2 防腐維修基層處理

在實際的涂裝中，有很多情況下不可能對鋼材進行完全徹底的噴砂處理，除了鋼結構本身的特別情況下，還有日益嚴格的的環保法規和衛生安全條例。比如橋梁的維修涂裝，如果進行噴砂就可能會影響公眾環境，污染水源。另外很多維修環境不允許使用拋丸噴射處理，如厚度較薄的鋼板、噪音要求高的畜牧場、空間狹小區域處，以及能源供應條件限制的區域。對于這些區域只能采用手工或是動力工具除銹。常用的手動除銹應用工具有鋼絲刷、鏟刀、鑿刀、鏟錘和砂紙等。常用的動力除銹工具包括砂輪、砂紙盤、旋轉鋼絲盤、氣鏟、筆形鋼絲刷、錐形小砂輪等。

但通過手工除銹手段僅能除去有松散的氧化皮、鐵銹、舊漆膜和其它有害物質，但是不能去除附著牢固的氧化皮、鐵銹和舊漆膜。一般僅能達到St 2處理級別，最好達到St 3裸露出金屬光澤的處理級別[2]。

綜上所述，由于維修項目基層處理條件限制，底材表面可能覆蓋有氧化皮、銹蝕、各種成分的舊涂層、水分、鹽分或者油污等[3]，所以鋼結構涂層的維修系統，最好使用低表面處理涂料。另外一個要求就是低表面處理涂料要能夠覆蓋在不同種類的舊涂層上面而不會產生相容性問題。在這種情況下討論，低表面處理涂料主要指那些可以涂覆在手工或動力工具打磨的表面（St 2/St 3），舊涂層表面和高壓水噴射除銹表面的涂料產品。

1.3 常用低表面處理涂料技術

低表面處理涂料必須符合以下基本要求：良好的滲透力和附著力；緩蝕性能；對舊涂層的影響較小；足夠的柔韌性；可以容忍較差的氣候條件。新涂層必須對剩余鐵銹、微孔和不規則表面舊涂層等表面具有很好的滲透力。涂層中必須有一部分樹脂能夠滲透進鋼鐵基層的殘銹和舊涂層間隙中。涂層盡量使用低分子量的樹脂，足夠的干燥時間以保證足夠的滲透時間。

低表面處理涂料必須具有低溫施工性能，能夠容忍一定的相對濕度，甚至是底材上和施工完成后的漆面的露水微凝。傳統低表面處理涂料包括亞麻油紅丹漆、焦油環氧涂料、碳氫樹脂改性的環氧樹脂涂料、改性酚醛胺固化環氧涂料、濕固化聚氨酯涂料等。但亞麻紅丹漆具有毒性，很多國家已經限制其使用[4]，溶劑型涂層即使具有比較好的滲透性，滲入氧化皮和鐵銹等下部，但溶劑揮發后，仍會留有孔隙,見圖1和圖2。所以高固含或無溶劑涂層，將是未來低表面處理涂料的趨勢。

圖1 溶劑型涂料與多孔底材填充效果

圖2 無溶劑型涂料與多孔底材填充效果

2 聚獒合環氧乙烷預底漆技術介紹

2.1 聚獒合環氧乙烷底漆成分

聚獒合環氧乙烷類低表面處理底漆是一種高性能、通過以雙苯酚和環氧乙烷聚合物為主要基漆，乙二胺為固化劑的雙組份滲透性環氧封閉底漆，百分之百固含量，基漆和固化劑的主要化學成分見表1和表2。

由于該底漆使用的組分具有極低揮發性有機物（VOC）含量，100%的體積固含量，具有非常好的環保性能。同時其獨特的配方組成，賦予其低黏度的特性。

表1 基漆主要化學成分構成

表2 固化劑主要化學成分構成

2.2 聚獒合環氧乙烷底漆滲透性能

低表面處理涂料必須適用于因環境或安全因素限制而未能經噴砂清潔的繡鋼表面。超強的滲透性，能強化繡鋼基底，從而保證涂層的附著力。同時，對所有工業環境中的混凝土和磚石表面進行滲透也至關重要。

對于普通環氧底漆，由于黏度較大，很難滲透到鐵銹下部空間，完全填充手動工具處理過的，可能殘存鐵銹和涂料的基層，如圖3所示。而聚獒合環氧乙烷預底漆由于黏度小，無溶劑揮發，無收縮，滲透性強（見圖5，聚獒合環氧乙烷滲透底漆可沿硅鈣板的毛細管滲透上升）。聚獒合環氧乙烷滲透底漆的高滲透力能穿過銹蝕直底層鋼鐵表面，換置水分,填充空隙及穩固銹蝕，使表面獲得穩固可靠的受保護。

2.3 聚獒合環氧乙烷底漆物理性能

按照GB/T 9286-1998(2004)測試結果表明，聚獒合環氧乙烷底漆附著力≤1，具有較好的附著力。

圖3 普通環氧底漆直接涂在鐵銹上

圖4 環氧滲透底漆滲透效果

圖5 聚獒合環氧乙烷滲透底漆滲透效果

2.4 聚獒合環氧乙烷底漆施工

2.4.1 混合

聚獒合環氧乙烷底漆必須按照恰當比例混合。每個組分內所有漆料必須完全混合在一起。混合時，緩慢地把固化劑加到基漆中，同時不斷攪拌直至均勻。不要稀釋此產品。混合后的漆料可在4h內使用；如果產品變稠，不要加稀釋劑，棄置并混合新的漆料。

2.4.2 施工方法和工具

可刷涂、滾涂或常規噴涂。無氣噴涂時要用0.009英寸噴嘴和低壓力。為了減少過度噴涂，應使用低氣壓且保持罐內壓力為34.48～68.95kPa。滾筒作業應使用干凈的1/4～1/2英寸細毛合成纖維滾筒。新滾筒必須用稀釋劑浸透并除掉松散的纖維，通常只需要一層漆膜，但對多孔的表面，可能需要兩層。不要刷的太厚實，只需一層薄薄的漆膜以完全覆蓋和滲透鋼材表面。

2.4.3 涂布率

按干膜厚度40μm計，忽略損耗時，涂布率達25m2/L。

推薦漆膜厚度：

干膜：40μm

濕膜：40μm

2.4.4 干燥時間

聚獒合環氧乙烷類低表面處理底漆在25℃和65%，切勿在表面或環境溫度低于10℃時施工。濕度條件下需要過夜干燥后才能重涂，低溫條件下需延長干燥時間。底材表面溫度應不低于10℃。經過一夜固化之后，如果還是黏手，仍可被重涂。重涂需在表干后72h時進行。聚獒合環氧乙烷類低表面處理底漆不同溫度下重涂時間見表3。從表3看到，聚獒合環氧乙烷具有足夠的工作時間，保證其持續滲透和浸潤舊基層的內部，達到填充、潤濕、防腐的作用。

表3 聚獒合環氧乙烷類低表面處理底漆重涂時間

3 結語

聚獒合環氧乙烷低表面處理底漆具有優異的環保性能、滲透性能、與基層黏結性能和施工性能，能強化繡鋼基底，從而保證涂層的附著力。同時對所有工業環境中的混凝土和磚石表面的滲透、增強、封固，也同樣有效。通過滲透、封固結構件的縫隙、接頭、拼接部位以及舊漆層來提高油漆維護的效率和效能，延長維護系統的使用壽命，還適用于封固老化的繡鋅表面便于重涂。可作為鋼結構維修項目低表面處理底漆的優先選擇。聚獒合環氧乙烷低表面處理底漆與后續環氧底漆涂層、云母中間漆和聚氨酯面漆等組成的防腐體系也具有非常好的適應性。