水性环氧防腐蚀涂料水性环氧防腐蚀涂料甄楚倩

水性环氧防腐蚀涂料,水性环氧防腐蚀涂料

水性环氧防腐蚀涂料 　关键词： 　水性环氧树脂、防腐蚀、船舶涂料、环境保护、 VOC 　摘要： 　由于船舶使用环境的特殊，有防腐蚀要求，目前双组分室温固化的溶剂型环氧树脂涂料已成为船舶防腐蚀的主打产品。 　隨着人们的生活水平的提高，涂料中的有机挥发物含量 (VOC) 减少已成为涂料生产和涂料涂装行业发展的主要课题。 　本文主要介绍的是水性环氧防腐蚀涂料的发展及目前的技术状况，水性环氧防腐蚀涂料与溶剂型环氧防腐蚀涂料的的性能对比，以及水性环氧防腐蚀涂料的在涂料基本性能、防腐蚀性能、配套性能、施工性能进行探索，阐明水性环氧防腐蚀涂料基本达到相应溶剂型环氧防腐蚀涂料的性能，基本能取代溶剂型环氧防腐蚀涂料，应用在船舶的防腐蚀领域 　前言 　众所周知船舶长期以来处于海洋环境中，海水中含盐量较高，因此电导率高，电化学腐蚀严重。并由于海浪的飞溅，空气中的氧分不断溶入海水中，导制船壳表面金属的化学腐蚀速度加快。而为了阻止腐蚀，人们普遍釆用的方法是用涂料涂装。 　作为船舶用的涂料，由于海洋环境的特殊要求，船主越来越多地选用高性能涂料。环氧树脂涂料具有较好的物理机械性能和优异的耐化学品性能、优良的电绝缘性、耐热性、耐腐蚀、粘接性，以及其固化物的良好机械性能。近年来被广泛的运用到船舶涂料中，并逐步成为船舶防腐的主打产品，其用量可占全部涂料的 80% 以上。 　防腐涂料施工环境的要求 　船舶防腐涂料，大多数为双组分室温固化涂料溶剂环氧树脂涂料，因此在涂料、运输、施工过程中，有大量的有机挥发物存在，给每个人的工作和生活带来了安全、卫生、环境保护问题。 　A 、 从闪点的角度来看，二甲苯的闪点在 17 ℃ 、醋酸丁酯闪点为 22 ℃等，因此涂料貯存及生产、运输、施工过程中，必须注意控制环境温度，并远离热源，隔绝火源。 　B、 从爆炸极限来看，当有机挥发物在空气中一定量时，遇到火种时就会引起爆炸。二甲苯爆炸极限为1-7.6%(体积)，乙醇为1.4-12%(体积)、醋酸丁酯1.2-15%(体积)所以生产、施工中应十分注重防火、防爆，并加强通风，以便降低环境中有机挥发物的含量。 从有机挥发物的毒性来看，无何什么有机挥发物对人体都是有害的，二甲苯为 435 ｍｇ ∕ ｍ 3 ，乙醇为 300 ｍｇ ∕ ｍ 3 ，醋酸丁酯 710 ｍｇ ∕ ｍ 3 ，环已酮 200 ｍｇ ∕ ｍ 3 ，环境中有机挥发物的含量超过上述极限，就会导制从业人员中毒，限制有机挥发物在空气中的最大允许含量 (HAPS) ，也是很重要的。 　为了使涂料在生产、施工、储存、运输的过程中和使用安全更安全，必须加强通风换气，以 1 公斤环氧防腐蚀涂料为例，在 1 分钟的通风换气量为： 　(1) 达到防爆极限： (LEL) 6 3 ｍ 3 　(2) 达到卫生安全要求 (TLV) 1138 ｍ 3 　社会对环境保护的要求 　　隨着人们的生活水平的提高，世界各国对涂料中有机挥发物的含量 (VOC) 都有他们自己的限制法规，而且越来越严格。例如美国在经历了三十年前的化学烟雾的袭击之后，政府部门及各地州相应制定了关于涂料中 VOC 排放条例，美国环境保护署 (Envirommental Provtection Ageneey 简称 EPA) 于 1996 年起草了 AIM 条例， (Arthitectural and Vnduetrial Maintanance Coating Eules) 于 1998 年 8 月 15 日正式发布，了对各类涂料的 VOC 最高限额作了规定，并于 1999 年正式生效。欧共体也在 1993 年通过了“生态管理和审核法规” (EMAS) ，也于 1994 年生效。世界标准化组织 (ISO)207 技术委员会 (ISO ∕TC207)制定了环境管理的法规体系标准(ISO14001-14100)共100条，对环境保护作了规定。中国也在1973年，先后颁布了有关安全生产环境保护的各项标准。如：“工业三废”排放试行标准(GBJ4-73)、大气环境质量标准(GB3015-82)、“涂料作业安全-涂装工艺安全标准”(GB6514-86)、“涂装作业安全规程，涂装工艺通风净化”(GB6515-86)、“职业性接触毒物程度分级”(GB5044-86)、“中华人民共和国大气污染物综合排放标准”(GB16297－1996)。因此降低涂料产品中的VOC，并逐步使涂料产品达到零VOC排放的工作将成为21世纪涂料行业研究的主旋律。 　降低涂料中 VOC 的方法 　　　　　　降低船舶涂料中的 VOC ，并使之达到零 VOC 排放的主要途径有三种方法： 　• 高固体涂料 　• 水性涂料 　• 无溶剂涂料 　高固体涂料仍存在有机挥发物，对一些舱室通风换气不足的，高固体涂料对环境的污染还是不容忽视的。而无溶剂涂料，由于是纯树脂涂料，而且树脂的粘度较大，颜填料在涂料中的份额较少，因此涂料产品的成本较高，使用成本很高。从船舶涂料的实际施工和施工环境来考虑水性涂料比较更适合我国的国情。 　　　　　　水性环氧防腐蚀涂料是以环氧树脂和与改性胺作为环氧的固化剂形成的防腐蚀膜，其区别于溶剂环氧树脂涂料的是，它是以水作为它的分散介质并配以一些助剂达到将环氧树脂涂料水性化，并制成水性环氧磷酸锌防锈漆、水性环氧云铁防锈漆、水性环氧富锌漆、水性环氧高光面漆等，自我形成一套防腐蚀涂料体系。 　水性环氧涂料的发展与现状 　双组份环氧树脂水性化，自 70 年代开始发展，首先采用的是低分子量环氧树脂，加入固化剂后用乳化剂在外力作用下强制乳化，涂料边混合，边乳化，边施工。施工过程控制要求较高，涂层性能不理想。 　由此，有人提出用较高分子量的环氧树脂加入活性稀释剂，乳化剂，作预乳化。然后配合固化剂，进行固化反应，交联成膜，其特点是使用寿命长，漆膜光泽高，硬度好，但环氧树脂与固化剂在固化的过程中，由于环氧树脂与固化剂分子极性的差异，环氧树脂是在乳化剂的作用下，分散在水中；而环氧固化剂是因为分子的极性较高，溶解在水中的。因此两个体系在混合与固化的过程中，存在不均匀性，导致水性环氧的固化反应不均匀，从而会影响漆膜的性能。同时，加入的乳化剂具有亲水性，能在涂层中自由迁移使涂层产生缺陷，用作防腐蚀涂料时， 其防锈性能仍不理想。 　80 年代后，反应性乳化剂的应用，解决了乳化剂在涂层内自由迁移的问题减少了漆膜的缺陷，提高了水性环氧防锈漆的防腐蚀性能。但是环氧树脂和固化剂乳化后的不均匀性，仍使反应不均匀，使涂层交联不够充分，水性环氧防锈漆的防腐蚀性能仍不及溶剂型环氧防锈漆。 　90 年代以来，一些水溶性的固化剂的合成，采用一些与环氧树脂相近的结构，以求相似相溶，与预乳化的环氧树脂混合，最终达到成膜均一，从而使水性环氧涂料的性能达到或接近达到溶剂型环氧的性能 。 　综上所述，现在的水性环氧涂料采用： 　• 低分子量或中、低分子量环氧树脂，及反应性稀释剂。 　• 反应性乳化剂对环氧树脂预乳化。 　• 新型水溶性固化剂。 　制成的水性环氧防锈涂料，其一般技术指标，机械物理性能防腐蚀性能，涂装适应性、干燥性能、配套性，均接近或达到相应溶剂型环氧防锈涂料的性能。 　水性环氧防锈漆的性能 　水性环氧防锈漆的性能分 1 、一般技术指标 2 、施工性能 3 、机械物理性能 4 、防腐蚀性能 5 、配套方案，几个方面说明并和相相应溶剂型环氧涂料性能作对照。 　• 一般技术指标 　项目 水性环氧磷酸锌防锈底漆 溶剂型环氧防锈底漆 　1 、漆膜外观 无光、平整 无光、平整 　2 、密度 g/m 3 1.5 1.35 　3 、配比 甲：乙 3 ： 1 5 ： 1 　4 、干膜厚度 μ m 75 80 　5、湿膜厚度 μm 150 160 　6、理论用量 g/cm 2 250 250 　7、干燥时间 表干 h 2 2 　 实干 h 24 24 　完全固化d 14 7 　8、复涂间隔 最短 h 24 24 　 最长 d 14 7 　9、熟化时间 25℃ h / 0.5 　10、可使用时间25℃ h 4 8 　11、贮存期 年 1 1 　• 施工性能 　项目 水性环氧磷酸锌防锈底漆 溶剂型环氧防锈底漆 　1 、容器中状态 甲组份 乳液、无分层 均匀粘稠液体 　乙组份 铁红色 澄清液体 　2 、粘度 混合后 Pa.s 0.25 0.15 　3 、施工方法： 　气喷涂 稀释剂 水 二甲苯 - 丁醇 　稀释量 % 0-10 0-10 　喷嘴口径 mm 2-3 2-3 喷出压力 Mpa 0.3-0.5 0.3-0.5 　无气喷涂 稀释剂 水 二甲苯 - 丁醇 　稀释量 % 0-5 0-5 　喷嘴口径 mm 0.4-0.5 0.4-0.5 喷出压力 Mpa ≥ 15 ≥ 15 　辊涂、刷涂 稀释剂 水 二甲苯 - 丁醇 　稀释量 % 0-3 0-3 　4 、清洗剂 水 二甲苯 - 丁醇 　5 、底材温度 ≥ 0℃ 露点以上3℃ 　6、环境温度 ℃ ≥ 5 5 　7、环境湿度 % ≤ 85 85 　8、通风量 　A达到爆炸下限10% m 3 68 　B达到安全卫生要求m 3 1138 　• 漆膜机械物理性能 　项目 水性环氧磷酸锌防锈底漆 溶剂型环氧防锈底漆 　硬度 H H 　附着力级 1 1 　柔韧性 mm 1 1 　耐冲击 kg.cm 50 50 　• 防腐蚀性能 　项目 水性环氧磷酸锌防锈底漆 溶剂型环氧防锈底漆 　1 、 3%NaCl 月 ≥ 6 6 　2、 10%NaOH 月 ≥ 6 6 　3 、 耐电位性 　月 ≥ 6 6 　4 、 耐油污 　月 ≥ 6 6 　5 、耐盐雾 h ≥ 2000 2000 　水性环氧云铁防锈漆的性能 　水性环氧防云铁锈漆的性能分 1 、一般技术指标 2 、施工性能 3 、机械物理性能 4 、防腐蚀性能 5 、配套方案，几个方面说明并和相相应溶剂型环氧涂料性能作对照。 　• 一般技术指标 　项目 水性环氧云铁防锈底漆 溶剂型环氧云铁防锈底漆 　1 、漆膜<

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