钢结构湿固化环氧重防腐蚀涂料研究

　　在海洋工程中，为了保证钢结构的使用寿命。必须采取高效耐久的防护措施，其中涂层防护是钢结构中*常用的防腐蚀方法。为满足港口及海洋工程钢结构保护涂层现场施工、重涂及涂层修补的需要，必须开发适于浪溅区及水位变动区乃至水下施涂的专用防腐蚀涂料。本文主要介绍适用于潮湿或带水钢表面施涂的环氧厚浆型重防腐蚀涂料研制。

　　1涂料的配方组成海洋环境条件下，湿固化涂料要求涂料能在潮湿及带水的钢表面施涂及牢固附着，施涂初期涂料未固化前经受潮水及海浪冲击而不致溶散离层，并能在水中固化，*厩5成具有优异物理力朴吨in叶MAV、！！秀别、助勒及化剂组宇性能和防腐蚀性陡的涂版。碰回1以力'1茆料多是由环氧树脂、填料、防成，其技术关键是选择适当的助剂及固化剂，使涂料能在潮湿或带水的钢表面附着并快速固化。

　　经反复试验，选定了两种性能稳定的涂料配方：一种为环氧沥青涂料（黑色）；另一种为环氧铁红涂料（褐色）。配方组成见表1、2.从表1、2可见，两种涂料均为双组分的环湿固化环氧沥青重防腐蚀涂料配方组成表丨姐分材料名称配比C%）溶剂增稠剂分散剂增韧剂甲环氧树脂煤焦沥青液氧化铁红一滑石粉甲：乙湿固化环氧铁红重防腐蚀涂料配方组成表2组分材料名称配比溶剂增稠剂分散剂增韧剂甲环氧树脂煤焦沥扉液氧化铁红滑石粉防锈剂乙固化剂配比甲：乙氧树脂涂料，甲组分为高固体组分含量的主漆，其中掺有适当的增稠剂。分散剂及防锈剂，使之具有良好的不流挂性，不离析性及防腐蚀性能。

　　在两种涂料的主漆中还添加了对水有屏蔽作用的煤焦沥青液，有利于减少涂料固化前水对涂料组分溶出作用的影响和提篼涂料固化后的耐水性。涂料的乙组分为固化剂，主要成为为改性胺。甲乙组分混合后，能迅速与主漆的环氧组分发生交联固化作用，从而可保证涂料施涂于湿面（或带水面）时将涂料与钢表面间的水排除，使涂料能附着于湿表面，附着后又能经受海水的浸渍和海潮的冲击作用而不会发生溶散，从而保持涂膜的完整性。

　　2涂料性能所配的两种涂料，进行了主要性能试验，结果分述如下。

　　2.1涂料的常规性能两种涂料常规性能见表3、4. 4可见，两种涂料为高固体组分厚菜涂料，流平性及防流挂性能良好，漆膜坚货耐磨。

　　2.2涂料湿面施涂性能对所配制的两种涂料进行湿面施涂试验，施涂试验所有的试片为70mmx150mmx3mm的钢试片。试验前，试片经酸洗除锈，清洗干燥后，再用砂纸打磨，丙酮擦去油脂后进行涂漆，涂片分为以下几种：湿固化环氧沥青重防腐涂料常规性能表3试验项0试验结果颜色黑色固体盆量比重遮盖力（干燥时间（25G，h）表干实干流挂性涂膜不流挂的*大湿膜厚度300/xm流平性喷涂性能以好，涂膜平整光沿柔韧性（mm）耐磨性（g）冲市强度（N硬度湿固化环氧铁红重防腐涂料常规性能表4试验项0试验结果颜色褐色粘度（Cp）固体含量比1E遮盖力（g/nf）T燥时间（25t：，h）表干实干流挂性涂膜不流挂的大湿膜厚度400Mm流平性喷涂性能好，涂膜平整光滑柔韧性（mm）耐磨性（g）500转失重量）冲击强度（N硬度（1）干涂：试片表面干燥；湿涂：试片从水中取出，用湿毛巾抹去试片表面的自由水即涂漆；带水涂：试片从水中取出，立即进行涂漆。

　　涂料甲乙组分混合均匀lmin后涂片，用刷涂。涂片的湿膜厚度用湿膜仪控制在250300Mm，涂刷时，刷子沾足涂料，用力紧压试片涂刷而自上而下涂刷。试验表明，湿涂及带水涂试片象干涂试片一样，涂一遍涂料即可覆盖附着于试片表面。涂一遍后，再上下反复涂漆也不会拉离底层，涂层不泛白，流平性良好。说明涂料对潮湿及带水的钢表面有良好的施涂性能。

　　2.3涂料耐动水冲击性能用于海洋环境下水位变动区钢结构的涂料，除了具有良好的湿涂及带水涂的性能处，施涂初期涂层还应能经受潮水涨落、海水飞溅、波浪拍打等作用的冲击。为此，在试验室进行了耐动水冲击试验。试验是在。6mx 0.5m的水槽中进行的。槽内盛入3%食盐水，并对槽内盐水通气（通气的设备为电磁式气压缩机，其排气量为95L/min，将压缩机的排气管头分散布置于距试片约200mm的距离）造成动水环境。将所研制的两种涂料的涂层试片，涂后立即垂直排放于试验水槽的一侧，进行连续通气24h试验。涂层于动水中不出现溶散、漂浮、起泡、流挂下垂及剥落等现象。试验结束后。取出试片观察检查，涂层仍然平整，没有起泡剥落，仅颜色比干涂片轻微变化。试验表明，两种涂料的初始涂层具有良好的耐水冲击性能。

　　2.4涂料的湿面粘结性能一般的环氧树脂涂料，在潮湿及带水的钢表而施涂会严重影响其粘结力，容易造成涂层剥离。因此，涂层与潮湿及带水钢表面的粘结力是评价湿固化涂料的重要技术指标。

　　所研制的两种涂料的粘结力试件尺寸及制作条件同“2.2”所述，试件经养护14d后，用EICOMETER106型粘结力测定仪测定涂层的抗拉粘结力。其方法是预先用高强快硬粘结剂在涂层试片表面粘置圆盘形拉拔钉，24h后用粘结力测定仪将圆盘形拉拔钉拉出，直接读出拉拔粘结力值（MPa），试验以3块涂层试片为一组，每块试片测定3个数据，以9个数据的平均值作为试验结果（表5、6）。

　　从表5、6所列的结果可见，两种涂料的涂层在潮湿及带水钢表面的粘结力与干而涂层的粘结力相近，其中环氧沥青涂料为6MPa以上，环氧铁红涂料为4MPa以上；在带水钢表面敷涂即浸入3%食盐水，24h后空气中养护14d的条件下，涂层与钢的粘结力虽比干面粘结力有较大降低，但仍可达3.2MPa.另外，从试验涂层的抗拉断裂状况来看，各种施涂条件的涂层，主要为涂层发生断裂，很少从涂层与钢界面断开，这表明两种涂料的涂层与潮湿及带水的钢表而都具有较高的粘结力，附着性能良好。

　　2.5涂料的耐盐水及耐化学浸泡性能湿固化环氧沥青重防腐蚀涂料与钢粘结力表5施涂及养护条件粘结力（MPa）断裂状况干涂空气中养护14d断涂层湿涂空气中养护14d断涂层带水涂空气中养护14d断涂层带水涂即浸入3%食盐水，24h取山空气屮养护14d多数测点断涂层，少数测点部分涂层离底湿固化环氧铁红重防腐蚀涂料与钢粘结力表6施涂及养护条件粘结力（MPa）断裂状况干鹞空气屮养护14d断涂层湿涂空气中养护14d断涂层带水涂空气中养护34d断涂层带水涂即浸入3%剪盐水，24h取出空气中养护14d多数测点断涂层，少数测点部分涂层离底为了解所研制的两种涂料的耐腐蚀性能。进行了涂层试片的耐盐水及耐化学液浸泡试验。试片的干膜厚度为250 ~300Mm，在空气中养护7d后浸入试验液中。结果见表7、8.从表7可见，环氧沥青重防腐蚀涂利经浸入3%食盐水60d后不论干涂试件或带水涂试件涂层均保持完整，颜色基本保持不变，涂层不起泡，无剥离脱落，无锈点，涂层与钢表而的粘结力也不降低，说明该涂料具有良好的耐盐水浸泡性能；涂片浸入l%NaOH溶液，10%HCI溶液及10%H2SO4溶液30d后，涂层仍保持完好。仅颜色有轻微变化，与钢的粘结强度也不降低，说明涂层对3种酸碱溶液也具有稳定的抵抗能力；涂片浸入%HN03溶液30d后涂层颜色明显变化，表面失去光泽。呈粗糙麻粒状，与钢的粘结力明显降低（从7MPa降低至3MPa），说明涂料耐1%NH3浸泡性能较差。

　　由表8可见，环氧铁红涂层试片浸入3%盐水60d后，涂层保持完好，颜色无变化，与钢的粘结力也与前的粘结力相近，说明涂层在盐水中足稳定的，较好的耐盐水浸泡性能；浸入溶液及l%NaOH溶液30d的涂层试片，涂层均保持完好，与钢粘结力不会降低，仅颜色发生个同程度的变化，说明涂层对上述溶液也有良好的抵抗能力。

　　试验结果表叨，两种涂料的涂层耐盐水及耐碱浸泡性能良好稳定，除环氧沥青重防腐蚀涂料对hno3浸泡性能较差外，对酸也具有一定的抵抗能力。

　　2.6涂料的耐盐雾性能两种涂料委托化工部合成材料研究院老化研究所进行了耐盐雾试验，以评定防腐蚀性能。试验按GB/T1771―91色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定进行，试片、试验设备及条件如下：试验设备日本SQ-500-Z型盐雾试验机湿固化环氧沥青重防腐蚀涂料浸泡试验结果表7施涂及浸泡条件泡龄期⑷泣估粘结力（MPa）浸后涂层表面状况浸3%饮盐水干涂涂层完整，无泡、无锈点、颜色无变化带水涂涂层完整，无泡、无锈点、颜色无变化浸10%NaOH溶液十涂涂整，无泡、无锈点。颜色轻微变淡浸10%HC1溶液T涂涂层完整，无泡、无锈点。颜色轻微失光变暗干涂涂层完整，无泡、无锈点、颜色轻微变淡浸娜hno3溶液千涂涂层表而麻粒状，颜色变为灰褐色湿固化环氧铁红重防腐蚀涂料浸泡试验结果表8施涂及浸泡条件浸泡龄期⑷没后粘结力（MPa）浸后涂层表面状况浸3%食盐水千涂涂层完整，无泡。无诱点、颜色无变化带水涂涂层完整，无泡、无锈点、颜色无变化浸10%NaOH溶液千涂涂层完整，无泡、无锈点、颜色无明显变化浸10%HC1溶液干涂涂层完整，无泡。无锈点、失光变暗千涂涂层完整，无泡、无锈点。失光变为灰褐色浸10%HNO3溶液干涂涂层完整，无泡、无锈点。失光变为灰褐色6.57.2两种涂料的涂层试片经500h中性盐雾试验后，漆膜轻微变色，均未出现起泡、生锈和脱落现象，漆膜完好。根据CB/T1740-89耐盐雾评定等级标准评为“一级”，对底材（钢）能起保护作用。

　　2.7涂料的耐候性能法对两种涂料涂层的耐候性委托化工部合成材料研究院老化研究所进行了人工加速老化试验，以评定涂料的耐候性能。试片设备及试验条件如下：2mm钢涂层试片各3块，涂层千膜厚度为250300Mm.试验设备日本WEL-6XS型氙灯气候试验机光源6.0kW水冷式氙灯连续光照温度相对湿度降雨周期两种涂料的涂层试片经500h耐候性（人工加速老化）试验后，结果见表9.从表9可见，试验后两种涂料的涂层只出现了不同程度的失光、变色及轻微的粉化，但均未出现裂纹、起泡、生锈、脱落现象，涂层完好。耐候性等级：环氧沥青涂料评为“良”；环氧铁红涂料评为“优' 3结论两种涂料为钢结构重防腐蚀涂料，一次涂膜的干膜厚度可达250Mm以上。

　　涂料施涂性能良好，既可在千而施涂，又可在潮湿及带水的钢结构表面施涂，施涂后的初始阶段（涂层未固化）涂层能经受海水浸泡及动水的冲击，可满足海工水位变动区钢结构防腐蚀涂层现场施工，涂层重涂及修补的要求。

　　两种涂料涂层在钢表面附着的粘结强度高，环氧沥青重防腐蚀涂料干涂粘结力为7MPa；湿涂及带水涂粘结力为6MPa以上，带水涂即入水涂层粘结力仍可达3.2MPa；环氧铁红重防腐蚀涂料干涂粘结力为4.9MPa，湿涂及带水涂粘结力为4MPa以上，带水涂即入水涂层粘结力为32MPa.两种涂料的涂层耐盐水及耐碱浸泡性能良好，对酸也有较好的抵抗能力。

　　两种涂料涂层防腐蚀性能良好，经500h盐雾试验后，按国家标准GB/71740-89耐盐雾评定等级标准为“一级”。

　　两种涂料涂层具有优良的耐候性，经500h人工加速耐候试验后，环氧枥青及环氧铁红涂料涂层的耐候性等级分别评为“良”及综上所述，所研制的两种环氧重防腐蚀涂料，由于在研制中采用了特殊的配方设计技术。涂料具有优良的湿固化施涂性能，既可在干燥的钢表而施涂，又可在潮湿及带水的钢表面施涂。且涂料性能优良，可用作钢结构重防腐蚀涂层。

　　特别适用于海港工程浪溅区、水位变化区钢结构湿表面现场涂层施工，重涂及修补涂料。两种涂料己进行中试生产，待今后选择适合的工程对象进行现场应用试验。

　　耐候性（人工加速老化）试验结果表9化时老化现象等级变色粉化失光失光率（保护轻微明显严重很轻轻微明显严12完全性等级样板编号及1级2级3级微1级3级4级防腐蚀涂料A（黑色）良防腐蚀涂料B（褐色）优注：涂料的原始光泽：A为77%；B为87%.