水性重防腐涂料在港機(jī)產(chǎn)品上的應(yīng)用
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1、引言
近年來,隨著我國工業(yè)化發(fā)展步伐的加快,隨之而來的環(huán)境壓力已不容忽視。從防腐蝕涂料的研究領(lǐng)域來看,由于以溶劑型為主,大量的有機(jī)化合物經(jīng)揮發(fā)排放到大氣中,對空氣?水環(huán)境等產(chǎn)生影響。同時威脅人類健康,與低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求背道而馳,隨著2013年9月10日國務(wù)院印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》通知的頒布,上海市政府緊接著也在同年10月18日發(fā)布了《上海市清潔空氣行動計劃》,在這二份行動計劃中都明確要求工業(yè)企業(yè)必須降低VOC的排放,減少對空氣的污染。
港機(jī)產(chǎn)品主要在江?河及海洋沿岸使用,多數(shù)處于高濕?高鹽霧的腐蝕環(huán)境中,按照ISO12944-2標(biāo)準(zhǔn),屬于C4?C5-I或C5-M的重度腐蝕環(huán)境。但是港機(jī)又是大型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,一旦完成涂裝交付使用后,很難做到經(jīng)常性涂裝修補(bǔ)維護(hù)。所以港機(jī)產(chǎn)品上使用的重防腐涂料,一般設(shè)計要保證經(jīng)得住十幾年甚至20a以上的腐蝕環(huán)境考驗,根據(jù)ISO12944-1標(biāo)準(zhǔn),要達(dá)到H級的耐久年限。我國已經(jīng)有一部分領(lǐng)域如鋼結(jié)構(gòu)?石化及車輛等領(lǐng)域已成功應(yīng)用了水性金屬防腐蝕涂料,環(huán)保型涂料的推廣應(yīng)用已成為必然。選用兼具重防腐性能和綠色環(huán)保性能的涂料是進(jìn)行港機(jī)防腐體系改革的重點,綜合港機(jī)設(shè)備的使用環(huán)境惡劣?維護(hù)保養(yǎng)困難?防護(hù)要求高等特點,考慮到水性涂料在重防腐領(lǐng)域沒有使用事例可借鑒的情況,著力開展了港機(jī)重防腐領(lǐng)域水性防腐涂料的研究和應(yīng)用。
2、水性涂料的選型和測試標(biāo)準(zhǔn)
2.1水性涂料的技術(shù)選型
港機(jī)產(chǎn)品都是臨水作業(yè),一旦造成污染將直接影響到國計民生,因此對于涂料VOC的控制標(biāo)準(zhǔn)是越低越好,研究目標(biāo)定為VOC含量<100g/L。
施工時可以用水稀釋,且與常規(guī)的溶劑性涂料施工性能比較接近。無溶劑型涂料VOC排放也比較低,但是這類涂料往往需要價格高昂的特殊的雙組分噴涂設(shè)備施工,并且混合后使用時間非常短,成膜厚,成本高,固化時間長,而且這類涂料黏度大,對于膜厚要求不高的項目,往往需要加入大量稀料來降低黏度,使VOC的排放量又上去了。所以水性重防腐涂料是港機(jī)產(chǎn)品的最佳選擇。
綜合考慮水性涂料的行業(yè)情況后,結(jié)合港機(jī)產(chǎn)品的特點,確定先進(jìn)行箱梁結(jié)構(gòu)件內(nèi)表面用水性重防腐涂料的研究和應(yīng)用。
2.2水性涂料檢測方法
根據(jù)ISO12944-2標(biāo)準(zhǔn)中對腐蝕環(huán)境的分類,涂層應(yīng)滿足C5-M高含鹽度的沿海性環(huán)境下的H(高)級耐久性的要求。根據(jù)ISO12944-6對該環(huán)境下的實驗室測試要求,進(jìn)行耐鹽霧1440h測試試驗,要求為試驗結(jié)束后單邊劃痕處的銹蝕蔓延不超過1mm,無起泡,銹蝕,開裂和剝落現(xiàn)象,同時涂層的附著力應(yīng)≥5MPa。
2.3水性涂料的耐鹽霧檢測結(jié)果
經(jīng)涂裝制板?保養(yǎng)及1440h鹽霧試驗及附著力測試和施工性能綜合評定,美國Tnemec公司的Series27WB水性重防腐涂料通過了所有指標(biāo),并且耐鹽霧性能優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型配套涂層(環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧中層漆),各項檢測性能對比見表1。
表1 重防腐涂料性能測試結(jié)果
實驗結(jié)論:
(1)物理性能測試,水性涂料和溶劑型涂料都符合要求,水性涂料略優(yōu);
(2)耐鹽霧試驗1440h,水性涂料產(chǎn)品Se鄄ries27WB優(yōu)于傳統(tǒng)溶劑型配套涂層,符合ISO12944-6標(biāo)準(zhǔn)中耐鹽霧性能的評定要求。
1.4水性涂料應(yīng)用性能分析
水性涂料耐鹽霧檢測顯示,Series27WB的施工和防腐性能突出。該產(chǎn)品是美國Tnemec公司專利產(chǎn)品,直譯名稱為“無機(jī)物雜化水性環(huán)氧涂料”。它的固體分為100%,使用時需要添加15%~20%的水進(jìn)行稀釋,并且有一部分水參與固化反應(yīng),因此施工損耗率會更低一些。該涂料的環(huán)保性能和施工效率測試數(shù)據(jù)見表2。
表2 重防腐涂料應(yīng)用性能
對比結(jié)果顯示,Series27WB水性涂料具有如下優(yōu)勢。
1、一道施工150μm的防腐性能優(yōu)于傳統(tǒng)二道施工的215μm;
2、VOC排放低,減排達(dá)到99%以上;
3、施工效率高,在噴涂施工2h后就可以搬運(yùn),而傳統(tǒng)的溶劑型涂料需要22h;
4、是一款低表面處理涂料,前處理達(dá)到St2級就可以施工;
5、一次性成膜厚度高,單次成膜厚度可達(dá)150~300μm;
6、水性涂料施工不存在易燃易爆的危險。
3、水性重防腐涂料在港機(jī)產(chǎn)品上的應(yīng)用
水性涂料的防腐性能雖然在實驗室得到了論證,但要得到港機(jī)重防腐領(lǐng)域的認(rèn)可,并得以推廣應(yīng)用,必須從以下幾個方面進(jìn)行推進(jìn)。
3.1用戶的認(rèn)可度
(1)從技術(shù)方面打消用戶的顧慮,整理水性涂料的試驗數(shù)據(jù),特別是與常規(guī)涂料配套的對比數(shù)據(jù),從防腐性能上取得用戶對水性涂料防腐能力的信任;
(2)從環(huán)保?安全意識引導(dǎo),隨著全民質(zhì)量健康安全環(huán)境理念的不斷提升,很多的用戶對綠色制造?綠色環(huán)保情有獨(dú)鐘,Series27WB得到了美國綠色產(chǎn)品的認(rèn)證,符合用戶的心理;
(3)以類似的應(yīng)用成功案例加強(qiáng)用戶的信心,選擇一些類似的成功應(yīng)用案例以增加推行的說服力,Series27WB的第一個應(yīng)用項目———中海油惠州煉化基地,在冷卻水塔內(nèi)施工應(yīng)用3a后仍然完好。
(4)選擇合適的項目推行,很快正式確認(rèn)在寧波港項目(2臺岸橋)上的應(yīng)用。
3.2改變施工人員的施工習(xí)慣
施工人員已經(jīng)習(xí)慣于溶劑型涂料的施工模式,因此在正式應(yīng)用前必須通過培訓(xùn)的方式進(jìn)行改變,以滿足水性涂料施工的技能要求。
3.3施工設(shè)備要求
Series27WB對噴涂設(shè)備沒有特別的要求,可使用常規(guī)的噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂施工,但需要注意:
(1)常規(guī)涂料以溶劑為介質(zhì)和清洗液,Series27W和其他的水性涂料特性一樣,設(shè)備中不能含有溶劑。噴涂前務(wù)必將設(shè)備管路內(nèi)的溶劑都清洗干凈;
(2)由于Series27WB涂料的固含量比較高,屬于低黏度高固含量的涂料,相對噴涂壓力比較高,一般選用65∶1及以上的噴涂設(shè)備。
3.4施工過程控制
水性涂料的施工與溶劑型涂料會存在許多差異,需要從施工方法上針對水性涂料的特點進(jìn)行全面的改進(jìn)和提高,才能最大程度發(fā)揮水性涂料的優(yōu)勢。
3.4.1競稀黏度調(diào)整
傳統(tǒng)的溶劑型涂料在施工過程中,如果感覺黏度大了,只要沒有超出活化期(Potelife),隨時可以通過添加稀料以調(diào)整黏度。Series27WB水性涂料需要從基料?固化劑混合攪拌開始就加入適量的水,將黏度調(diào)整到需要的狀態(tài),在后續(xù)的使用過程中,一般不允許再加入水稀釋。
3.4.2焊縫修補(bǔ)和預(yù)涂
水性涂料與傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比,對基材表面的浸潤性能較差,這是水性涂料的特性。所以在對焊縫區(qū)域或需要作預(yù)涂的區(qū)域進(jìn)行涂裝時,要保證足夠的涂膜厚度,如果厚度不夠,就不能保證鋼鐵基材波峰點被涂料覆蓋,會造成點狀銹蝕。同時為了達(dá)到更好的涂裝效果,所專門采用了一款預(yù)涂噴槍,該噴槍可大幅提高預(yù)涂時的膜厚和速度,直接提高了水性涂料的施工效率。
3.4.3施工設(shè)備的清理
水性涂料的施工模式與溶劑型一致,但由于它采用水作為調(diào)整黏度?固化,因此一旦工具中存在溶劑,容易造成漆膜縮孔等弊病。
3.4.4安全與固化通風(fēng)
水性涂料在施工過程中,沒有了溶劑揮發(fā),而且噴涂施工的漆霧也大幅減少。但是施工人員同樣需要做好個人安全防護(hù)工作,以防止水性涂料的漆霧吸入身體或進(jìn)入眼睛。在水性涂料固化過程中,也同樣需要強(qiáng)制通風(fēng)。水性涂料揮發(fā)的是水分,如果通風(fēng)措施不佳會減慢固化速度。
3.4.5加強(qiáng)預(yù)涂工作
Series27WB水性涂料的另一個特性是改變了以往兩道涂層配套的防腐模式,改成單道施工,單道成膜防腐,將更加注重角落?邊絲?焊縫的預(yù)涂施工,強(qiáng)調(diào)一次施工達(dá)到規(guī)定的膜厚要求。
4、結(jié)語
根據(jù)水性涂料的特性和港機(jī)設(shè)備的特點,對水性涂料在港機(jī)領(lǐng)域(鋼結(jié)構(gòu)箱梁內(nèi))進(jìn)行了嘗試應(yīng)用,這是水性涂料在重防腐領(lǐng)域應(yīng)用“零”的突破,對今后水性重防腐涂料在港機(jī)設(shè)備上的推廣應(yīng)用具有非常重要的意義。
(1)確保了有限空間內(nèi)的安全生產(chǎn)
Series27WB產(chǎn)品VOC的排放低至6.6g/L,完全消除了有限空間的涂裝施工安全隱患。
(2)首開港機(jī)涂裝的綠色創(chuàng)造
水性涂料的應(yīng)用將使重污染的港機(jī)涂裝業(yè)向綠色港機(jī)防腐轉(zhuǎn)變。
(3)凸顯了企業(yè)的社會責(zé)任
在港機(jī)推廣應(yīng)用水性涂料是落實“節(jié)能減排”的具體行動,充分體現(xiàn)了社會責(zé)任感。
(4)節(jié)約了社會不可再生資源
石油資源是有限的也是不可再生的,采用水溶劑是石油產(chǎn)品,替代溶劑,也是保護(hù)地球資源的良好措施。
(5)降低了涂裝施工的綜合成本
隨著國家和地方政府環(huán)保政策的不斷出臺,環(huán)保投入(控制VOC的無序排放)將成為涂裝施工成本的一項重要投入,而采用水性涂料將不存在VOC的排放投入。
Series27WB水性涂料不僅一道就可以達(dá)到傳統(tǒng)溶劑型涂料二道的厚度和防腐效果,而且在24℃的常溫下只要2h就可以固化,達(dá)到可搬運(yùn)狀態(tài),固化24h后可長期浸泡于水中。而傳統(tǒng)的溶劑型涂料,不算第二道的施工時間,僅二道的固化時間至少需要22h后才能固化可搬運(yùn)?纱蠓s短涂裝的生產(chǎn)周期,降低了生產(chǎn)成本。(來源:全球涂料網(wǎng))(更多資訊請登錄:全球涂料網(wǎng) http://m.srglobaltrade.com/)
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