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文档简介
桥梁防腐蚀-涂料品种桥梁用涂料的发展,与涂料用树脂和防锈颜料的开发应用有着密切的关系。每一种新的树脂或防锈颜料的试用成功,都会取代以前的涂料产品而作为某一时期的代表性涂装体系。一. 车间底漆车间底漆发展至今,主要有聚乙烯醇缩丁醛车间底漆(PVB)、环氧富锌车间底漆、环氧铁红车间底漆和无机硅酸锌车间底漆等四种类型。也有一些其它类型的车间底漆,如丙烯酸铁红车间底漆等,使用并不多。其中无机硅酸锌车间底漆,由于其良好的耐热性、突出的防锈性,以及与其它涂层很好的相容性能等已经成为了目前的主流产品。环氧富锌和环氧铁红车间底漆也仍有一定的市场。(1) 聚乙烯醇车间底漆(PVB)聚乙烯乙烯酸缩丁醛(PVB)车间底漆,也称为磷化底漆,和蚀刻底漆,是一种传统磷化底漆的改良版,是美国在二次世界大战中针对轻金属的附着力而发展起来的。这些车间底漆的机理与那些化学抑制剂相同,如磷酸锰和磷酸锌等。这些磷酸盐形成耐热性微晶保护涂层,表面粗糙因此增加了表面接触面积,对后道涂层有产生了良好的底材。这种处理也提高了钢材加工形材的冷轧特性。铬酸盐低效抑制剂在黑色金属上形成铬酸盐和氧化亚铁,但是这些抑制剂的户外耐候性能很差。加入缓蚀颜料、氧化铁红、和酚醛树脂可以提高PVB车间底漆的耐候性能。PVB由反应性聚乙烯醇和丁醛聚合而成。PVB车间底漆有单组份产品与双组份产品,但是两种产品的固化剂都是磷酸,原先的磷化底漆的主剂。在单组份产品中,磷酸在生产时与涂料合成了一体。防锈能相当好,但是耐化学品性能有限,因为存在着酚醛树脂,遇碱会皂化。耐酒精性能也低。另一个问题是与阴极保护的表面,如船壳、舱室等,因为阴极反应会产生碱性离子。一般来说,PVB车间底漆不能作为浸水系统的一部分,铬酸盐的存在和丙烯醛在高温作业时,如电焊等,有一定健康危害,而这些车间底漆在欧洲和美洲应用广泛的一些船厂已经使用了20年以上,现在已经受到了限制。但在有些国有仍然在使用,这主要是在一些小的工业车间。(2) 环氧富锌车间底漆环氧富锌底漆在20世纪的60年代开始使用,主要是随着现代自动化设备与高性能防锈要求中的冲突中产生的。环氧富锌车间底漆漆膜中含有大量锌粉,高体积比达90%以上,锌粉颗粒相互接触,产生电化学保护作用,防锈性能相当好。高的含锌量在有益的同时,也带来了问题。首先,钢材用环氧富锌处理后,可以耐大气而无可见锈蚀,而且小的机械损伤不会产生问题,因为锌粉的阳极作用可以封闭住损害点止住进一步的腐蚀。钽高含锌量对于焊接和切割速度有不利影响,根据使用的技术和设备,很多情况下,需要除去焊接切割部位的底漆保证高质量和操作的安全性。很明显这会费时费钱。富锌车间底漆形成的锌盐(白锈),是水溶性的,它们会导致以后涂层的渗压起泡。现在的环氧富锌漆趋于低锌型,漆膜内锌粉含量在40-50%之间,防锈性能较富锌型差一些,但是对焊接工人的劳动条件也相应地要好。这类低锌型环氧车间底漆为红灰色,因为减少的锌粉以氧化铁红,滑石粉或硫酸钡代替了。(3) 环氧铁红车间底漆由于含锌车间底漆在烛接和切割时产生的氧化锌雾气从劳动保护角度来讲是有害的,因此在建造周期短时,可以采用无锌车间底漆,其防锈性能相对低一些。环氧铁红车间底漆由此而产生。它以氧化铁红为主要防锈颜料,有时还加入铝粉加强其防锈性。没有很高的锌粉含量,提高了焊接和切割性能。耐候性很好,比富锌车间底漆稍差。具有良好的耐溶剂和化学稳定性能,这一点比富锌车间底漆要好。对面漆无选择性。环氧铁红车间底漆的干燥时间稍长,低温高湿环境中施工性差。由于在搬运和堆放过程中造成的机械损伤,在二次表面处理中要求的工作量较大。切割和焊接质量会受到底漆烧损时产生的二氧化化碳的影响。在钢板装配过程中受火工作业影响大,很容易地被烧损。这些原因造成了一部分人不喜欢使用环氧铁红车间底漆。施工时的环氧铁红车间底漆的干膜厚度不能超过25微米,否则很容易造成附着力降低。钢板经打磨喷砂处理后,残存的底漆容易使人误以为是铁锈,在表面处理清洁度检查时要格外注意。(4) 无机硅酸锌车间底漆无机硅酸锌车间底漆以正硅酸乙酯为基料,配以锌粉,以及其它颜填料,溶剂,添加剂等制成。无机硅酸锌车间底漆的固化成膜依靠正硅酸乙酯吸收空气中的水份水解后缩聚,然后与锌粉及钢材表面活性铁反应生锌-硅酸-铁的复合盐而牢牢附着于钢铁表面。它具有极强的防锈性,可达9-14个月。机械性能优良,耐热性好,热加工时损伤面少等突出性能,已经成为目前主要应用的车间底漆。最新发展超高温耐热无机锌车间底漆采用超耐热树脂对正硅酸乙酯进行改性,采用了一部份耐热防锈颜料与锌粉共用,在火工校正和电焊时对涂层的烧损面积大大减少,只是价格比传统的无机硅酸锌车间底漆要高出30%左右,推广应用的不多。由于锌粉在切割焊接时会产锌雾,对人体的健康不利,目前使用较多的是中等含锌型和低锌型车间底漆。中等含锌量的车间底漆中,锌粉重量比38-40%,体积比为13-15%;低锌型车间底漆中的锌粉重量比为24-30%,体积比为8-12%。有些厂家在低锌型无机硅酸锌车间底漆中添加了氧化铁红,所以漆膜会呈灰红色。减少锌粉含量可以提高焊接质量以及切割焊接的速度。目前无机硅酸锌车间底漆的发展方向,是在降低锌粉含量的同时,减少锌盐的产生,提高其耐热性能到800,降低热损性和对钢板背面涂料的影响,而同时又提高切割焊接速度。由于车间底漆的体积固体份低,通常只有25%左右,VOC含量太高,所以要大力发展水溶性无机硅酸锌车间底漆。水溶性车间底漆已经有厂家试制成型并开始试用,它使用丙烯酸树脂作为基料,固体份含量也提到到了50左右,但是由于车间底漆是由流水线来进行自动化施工的,目前的所有流水线都是按溶剂型车间底漆的施工特性来设计的,受到这一点的影响,水溶性车间底漆还不能推广应用。二防锈底漆(1) 红丹防锈漆红丹加入亚麻油是较早使用的防锈涂料。由于红丹中的PbO和含油介质氧化而衍生出低分子酸反应,所生成的铅皂具有较强的缓蚀作用,而且铅皂的形成也有助于延缓水汽渗透。亚麻油的表面张力低,即使对微锈的表面仍具有很强的润湿渗透性。所以两者的结合加强了防锈功能。不过亚麻油红丹漆的干燥十分缓慢,在醇酸树脂合成应用于涂料工业后,醇酸红丹漆以其良好的干燥性能得到广泛应用。美国的金门大桥是较为典型的例子,在1965年以前,使用了亚麻油红丹漆底漆,中间层为醇酸红丹漆,面漆使用的是使用了含钛白粉和氧化铁红的钼桔红酚醛醇酸漆。大量的钢结构桥梁和其它钢质建筑物,使用了以红丹底漆为主的涂装体系。到现在,仍还有很多人对红丹漆情有独钟,因为它的防锈性能的确很好,价格也不高。我国铁道行业标准TB/T15271995铁路钢桥保护装中,还规定了使用红丹漆作为钢箱梁防锈底漆,并且规定了无论是醇酸还酚醛树脂涂料,红丹的含量不得低于不挥发份的65(重量比)。然而,现在欧美发达国家除了限制红丹漆的使用外,还正在考虑如何除去含红丹的涂料。因为红丹所含的铅会污染人们生活所依赖的空气、土壤和水源。关于红丹漆的去除,在后面“桥梁的维修涂装”一节中会有详述。红丹:桔红色,主要含有四氧化三铅,是一种沿用已久的防锈颜料。通常和油料, 酚醛树脂,醇酸树脂等配制成红丹防锈漆。其中油性红丹漆防锈能力最强,尽管它干燥较慢。油料的渗透润湿作用好,能容忍低表面处理的钢材,亚麻油红丹生成的铅皂能起缓蚀作用。红丹的防锈机理比较复杂,铅系颜料本身就具有缓蚀作用,在红丹的晶格中,Pb2+PbO44有规律的排列着,当它与钢铁接触时,外层的Pb2+与起始阶段阳极腐蚀产和的Fe2进行离子交换,会形成更为难溶的高价氧化物,使漆膜密实,减小漆膜的透气性和透水性,由晶格中置换出来的Pb2有助于吸收腐蚀介质中的SO24,生成不溶的PbSO4,这对于工业大气环境中的防锈很有意义,但是对于Cl的作用不明显。其缺点是毒性大,目前应用受到限制。正逐步被无铅颜料防锈漆所代替。在轻金属上不适合使用红丹漆,否则会加剧腐蚀。铅酸钙:呈淡黄色,化学结构与红丹接近。其缓蚀作用在于碱性和形成钙皂。广泛用于钢铁和镀锌件上。也可用于无机锌的封闭漆。一般涂层在锌面会剥落是因为锌腐蚀形成的锌离子与漆料降解时产生的低分子酸反应,形成脆性且易水溶的锌盐。铅酸钙的碱性使渗入涂层与金属界面上的水pH值提高。在此条件下锌不会腐蚀产生锌离子,即使有低分子酸,也先与颜料生成皂,所以锌面不会产生剥落。名铅酸钙多用于油性漆和醇酸漆。铅白:主要成分是次氧化铅,混有少量的氧化铅。防锈效果与纯度、细度及表面状态均有关系。与脂肪酸的化合力很强,反应生成物使漆膜更加坚韧。可以适应多种漆料,防锈机理与红丹相似。(2) 锌黄防锈漆这方面最为主要使用的是锌黄,其主要成份是铬酸锌,是铬酸盐类中应用最广泛的防锈颜料。呈淡黄或中黄色。除了在钢铁上应用外,主要用作铝,镁等轻金属的防锈漆。锌黄微溶于水,形成铬酸铁覆盖在金属使之钝化而起到缓蚀作用。但锌黄用量要适量,一般在20-50%之间。否则会产生锈蚀针孔。在潮湿环境中易起泡,所以常低溶解度的铬酸盐或铁黄一起使用。对工业酸性大气抵抗力较弱。常可加入氧化锌一起使用。四盐基锌黄在油性中能生成锌皂,并可中和漆料中的酸性分解物。四盐基锌黄的水溶性小,但是溶解速度较均匀,防锈作用维持较久。在磷化底漆中作为主要防锈颜料,能与聚乙烯醇缩丁醛和磷酸相互作用,形成的络合物牢固地附着在金属表面上,并提高与上层漆的结合力。由于锌黄具有致癌作用,其应用受到了限制。新的无毒颜料,磷酸盐防锈颜料,已经取代了它的作用。(3) 偏硼酸钡防锈漆(4) 铁红防锈漆又称氧化铁红Fe2O3,性质稳定,遮盖力强,颗粒细微,能在漆膜中起到很好的封闭作用。耐热,耐光性好,对大气,、碱类和稀酸的作用非常稳定。常和铝粉等片状颜料,磷酸锌等缓蚀型颜料一起使用,以增强防锈作用。铁红是非常重要的一种防锈颜料,绝大多数的涂料都开发有铁红防锈漆,如醇酸铁红防锈漆、氯化橡胶铁红防锈漆和环氧铁红防锈漆。甚至在某些环氧富锌底漆中,都以铁红作为重要辅助防锈颜料。铝粉防锈漆呈鳞片状的铝粉或铝粉浆,因其颜色和泽如银,以称铝银粉和铝银浆。分浮型和非浮型两类。其良好的叶展性在涂膜中可形成连续不断的铝膜,可掩盖针孔,减少渗透性。铝粉漆可反射60%以上的紫外线,用在面漆中可提高耐候性。制成醇酸耐热漆可以耐200左右的高温,并且常在有机硅涂料中使用,耐高温达600。在二十世纪六十年代,用铝粉锌粉制成66号灰色铝锌面漆,应用于南京长江大桥上面。片状的铝粉在漆膜层层重叠,与钢材底面平行,可以大大延缓外界腐蚀因子的渗透。(5) 云铁防锈漆云母氧化铁由硫铁矿加工而成,是二亿八千万年前石炭纪的天然矿产。有灰色和红褐色两种,因为呈细小鳞片,状似云母,所以称之为云母氧化铁(Micaceous Iron Oxide),简称云铁。我国生产云铁颜料的矿区主要有安徽繁昌、江苏茅山和广东清远南岭。云母氧化铁为片状颜料,在涂膜中和底材平行重叠排列,可以有效地阻止腐蚀介质渗透。对阳光反射能力强,减缓涂膜老化。不仅防锈性能好,也可应用在面漆中提高耐候性。云铁可以在很多种树脂中使用,因而开发出了多种防锈漆。1976年,酚醛云铁底漆和醇酸云铁底漆开始在南京和武汉长江大桥上得到应用,总的膜厚度达到200m以上,而且底材的处理也开始使用喷射处理。法国巴黎的艾菲尔铁塔,多年来一直使用醇酸云铁防锈漆作为维修保养漆。氯化橡胶云铁防锈漆一直是与氯化橡胶铁红防锈漆相配合使用于港口机械上面。环氧云铁防锈漆的面世,取代了上述醇酸/酚醛防锈漆,应用于现代重防腐钢结构上面,现在环氧云铁主要是作为中间漆使用。我们在下面会具体介绍这一涂料品种。(6) 磷酸锌防锈漆磷酸盐中最主要的防锈颜料是磷酸锌Zn3(PO4)2H2O,它能与涂料中的羟基、羧基等进行化合结合,也能在金属表面生成FeZn3(PO4),这样形成的颜料漆料底材的高分子络合物,阻止锈的形成和发展。对磷酸锌原料的颗粒度及其分布和化学组成进行改性后,其性能可与铬酸锌相当。新一代的磷酸锌通过微细化和进行化学改性提高了防锈能力,改进了颜料的性能。挪威Waardals公司生产的ZPBS磷酸锌,99的粒径10m;BASF公司生产的ZNPM(CD),80的粒径3m;美国Mineral颜料公司推出的PhosguardHispaphos J0853tmg微细化球形颗粒磷酸锌的粒径为15m,防锈能力优于铬酸锌。化学改性的微细化磷酸锌适用于乳胶漆和水性涂料中使用,用其配制的涂料特别适用于铝材和电镀锌钢材表面。三聚磷酸铝是近年新发展的新型防锈颜料,呈白色,微溶于水,在涂层下溶解时电离,在阳极部位与金属离子结合成不溶的钝化膜,该膜硬度高,附着牢固。三聚离子如果水解成二聚或磷酸根离子,因为仍然含有反应性基团,所以还可以形成类似的钝化膜。三聚磷酸铝可用于水性和溶剂型涂料体系中。公司名称 产品名称 体积固体份 干膜厚度m 理论用量m2 / L 稀释剂国际油漆IP Intergard 291 53 75 7.1 GTA220老人牌涂料 Hempel 15300 50% 75 6.67 08450佐敦油漆 Jotun Penguard Special* 52% 50 10.2 No.17*Penguard Special 可以厚膜型施工100150微米。(7) 富锌漆锌粉具有阴极保护作用,所以被用来制成富锌底漆(Zinc Rich Primer),成为重防腐蚀涂装体系中的首选底漆。富锌底漆主要有环氧富锌底漆和无机硅酸锌漆两种。无机硅酸锌漆除了用作重防腐底漆外,还可以作为钢结构中栓板的防锈防滑涂料,摩擦系数不低于0.45。无机硅酸富锌车间底漆在桥梁钢结构建筑过程中,也取代了以往使用的长效磷化底漆和环氧类车间底漆等,成为桥梁用钢板预处理的必选车间底漆。钢铁桥梁使用的富锌漆主要有两种:无机富锌和有机富锌。在多道漆系统中,富锌漆直接与钢材表面接触。无机富锌漆的锌粉混合于硅酸乙酯粘结剂中,它有两种,水性和溶剂型。锌粉含量大于80时,性能最好。有机富锌是锌粉混合于环氧或聚氨酯等粘结剂中。这些涂料中的高锌粉含量可以使其产生阴级保护作用。最常见的配套方案为富锌底漆环氧中间漆聚氨酯面漆。 尽管使用富锌底漆的价格要高,但是比起喷砂出白等,所有因为使用富锌而加上来的费用不会超过整个费用的2。FHWA发起的正在进行和已经完面的研究表明,在喷砂处理的钢材表面(SSPC SP-10 or SP-5),使用富锌底漆的涂层系统有着相当好的履能,即使在海洋环境中也是。三道涂层系统环氧无机富锌底漆环氧中间漆聚氨酯面漆的测试试板表面,其性能超过了所有其它传统的涂层系统(没有锌粉底漆)。富锌漆系统和屏蔽型和缓蚀型系统的主要的区别在于耐阴极剥离和漆膜下锈蚀方面,特别是在在有着针孔或漆膜缺陷时,以及在钢结构的角落和边缘。对于环氧富锌来说,锌粉一定要有足够的含量保证能够有电位接触。有些所谓的富锌底漆的含量很低,它的性能未必比屏蔽型涂料好多少。 水性无机硅酸锌涂料在近年来应用很多,由于其0VOC,可以满足有关的法规要求。 在7年的海洋环境的测试中,喷砂到(SSPC SP10),环氧无机富锌底漆环氧中间漆聚氨酯面漆,性能最好。Central New Jersey的钢铁桥梁上测试了47种涂料系统,8年的测试表明,使用富锌底漆的系统表现非常突出。在FHWA和NACE发起的研究中,相同条件下,富锌底漆与其它涂料的对比,性能最好。这个研究表明,富锌底漆可以有效地用于多种环境下,海洋和工业环境。测试结果和户外经验说明,使用富锌底漆在桥梁上,特别是在盐雾环境下。在新建时能获得最长效的保护。过去,富锌底漆,尤其是无机富锌,VOC含量很高,施工较为困难。所以和醇酸漆相比,施工性能是差,但是在恶劣环境,使用性能相当好。现在的富锌配方可以符合环境保护法规,可以用常规设备施工,有着长效保护。水性无机富锌漆的施工要在一定的环境下才行。高湿低通风不适合施工,会引起固化不良。室内环境下,对于型钢的施工很好。公司名称 产品名称 锌粉含量 体积固体份 干膜厚度m 理论用量m2 / L 稀释剂国际油漆IP Interzinc 22 85 63 75 8.4 GTA803老人牌涂料 Hempel 15780 75 62% 75 8.3 08700佐敦油漆 Jotun Resist 78 78 70% 75 9.3 No.4公司名称 产品名称 锌粉含量 体积固体份 干膜厚度m 理论用量 稀释剂国际油漆IP Interzinc 52 81 59 50 11.8 GTA220老人牌涂料 Hempel 15360 77 50% 50 10.0 08450佐敦油漆 Jotun Barrier 77 80 53% 50 10.6 No.17(8)玻璃鳞片防锈漆使用玻璃鳞片的涂料已经发发展成为一种特殊的涂料。由美国的Owens-Corning玻璃纤维公司在二十世纪50年代成功开发应用于混凝土底材和钢管的内衬等。60年代美国很多公司开发了一系列玻璃鳞片涂料,包括环氧煤沥青涂料。60年代末日本也引入了这项玻璃鳞片涂料技术。欧洲市场上在1970年也开始应用玻璃鳞片涂料。玻璃鳞片的厚度在25微米,这样能保证在涂料中有数十层的鳞片排列,形成涂层内复杂曲折的渗透扩散路径,其原理与铝粉与云铁在涂层中一样,使得腐蚀介质的扩散渗透路线变得相当曲折弯曲,很难渗透到基材。玻璃鳞片片径纵横越大,涂层的抗渗透性能越强。用硅烷偶联剂对玻璃鳞片进行处理,可以提高其强度、耐冲击性能和耐蚀耐磨性,而且明显加强了玻璃鳞片与树脂之间的粘结力,这样也相应地有效增加了涂层的抗渗透性和耐水性。一般的涂料在液相介质中和温度较高的地方,很难抵挡住腐蚀介质的扩散渗透,而玻璃鳞片把涂层分割成了许许多多的小空间,固化后收缩率小,大大降低了涂层的收缩应力,减少各接触面的残余应力,增加了附着力。加上良好的耐热耐寒性能,突出的耐磨性能和其它机械性能,配合优良性能的树脂,组成的玻璃鳞片涂料,有着优异的重防腐蚀性能。玻璃鳞片涂料常见树脂有氯化橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧树脂、环氧煤沥青、酚醛环氧树脂(NOVLAC)、不饱和聚酯树脂和乙烯酸树脂等。作为最重要的一种重防腐蚀涂料,干膜厚度通常在5001500微米,主要应用于化工装置、海洋平台、储罐内壁、跨海大桥、港湾码头、电厂烟气脱硫等苛性腐蚀环境。玻璃鳞片涂料,可以用于增强系统和延长耐久性。这些涂料通常用于储罐和要求长期耐磨耐蚀的船舶及海洋平台上面。玻璃鳞片的结合使用一道或两道施工涂层可以达到5001000微米。固化时间很短,能在几个小时内进行复涂施工。玻璃鳞片涂料不似其它涂料所表现出的表面退化,传统的环氧涂料,但是颜色稳定性差,是平光。如果要求很好的外观,可以用面漆进行复涂。高固体份通常使VOC含量很低,可以满足环保的要求。日本的很多桥梁,对于那些不易进行涂层维修地方,通常使用环氧玻璃鳞片涂料。英国的千禧桥虽然桥不大,但是也是使用了国际油漆的Interzone505环氧玻璃鳞片涂料,以装饰性强,保色保光性能优秀的Interthan990丙烯酸聚氨酯面漆罩面。二 中间漆(1)环氧云铁中间漆云铁作为重要的防锈颜料,被广泛应用于醇酸、酚醛和氯化橡胶涂料中,但是在现代重防腐涂料中,最为重要的是环氧云铁中间漆。因为云铁对太阳的紫外线具有反射作用,加上云铁会在涂料表面形成一定的粗糙面,所以它具有长期重涂性,而不象其它环氧涂料一样对于重涂间隔有着严格的限制。这样环氧云铁就提高了整个涂料配套方案的长期重涂性,使它适合于在车间内涂装后,然后把钢结构运送到现场拼接后再修补而后重涂面漆。上海南浦大桥的钢箱梁外壁,在环氧富锌底漆上,就以环氧云铁为中间漆,而氯化橡胶面漆中也添加了云铁,来增加其耐候性。环氧云铁在国外也一直是重要的防锈漆和中间漆,很多国家的桥梁、机车和电站等,都规定了使用环氧云铁作为中间漆使用。下面介绍国际油漆(International Protective Coatings)的几种不同特色的环氧云铁防锈漆和中间漆。Intergard 400,双组分厚浆型环氧涂料,含有云母氧化铁,以增强防腐蚀性能。它可以作为厚浆型底漆、中间漆和面漆使用。作为高性能涂料的中间漆,可以提高极强的防护作用。Intercure 420,环氧树脂磷酸锌云母氧化铁底漆中间漆,体积固体份高,溶剂含量低,可以在低温下快速固化和重涂。作为高性能涂料配套的中间漆使用,阻隔防性能相当突出。Intergard 475HS,厚浆型环氧中间漆,溶剂含量低,体积固体份高,作为防腐蚀涂料系统的中间漆使用,用于新结构和原有结构的的维修保养。云铁型版本具有长期重涂性。产品名称 体积固体份 VOCg/L 干膜厚度m 混合比AB 稀释剂Intergard 400 环氧云铁漆 65% 380 100-150 4:1 GTA 220Intercure 420 快干型环氧云铁漆 70 320 100175 3:1 GTA 220Intergard 475HS 厚浆型环氧中间漆 80 160 125200 3:1 GTA 007注:其中的VOC含量按英国的PG623(92),appendix3进行测试。(2)厚浆型环氧涂料三 面漆(1) 醇酸面漆醇酸面漆的光泽好,耐候性较强,20世纪60、70年代被广泛用于桥梁用面漆。常用的采用干性油改性的长油度季戊四醇苯二甲酸酐醇酸树脂为漆料的醇酸面漆硬度稍差,光泽不强。中油度醇酸树脂面漆的漆膜光泽和机械强度都比上述长油度醇酸面漆为好,常见品种为我国传统的C042各色醇酸磁漆、C044醇酸磁漆(以苍耳子油为原料)。专门为桥梁设计的醇酸面漆有以下品种:a. C045灰云铁醇酸磁漆以长油度醇酸树脂、云母氧化铁、铝粉浆、催干剂和松节油制成,耐候性好,漆膜坚韧,附着力和防潮性较好,能抵抗污染大气。b. C046钢灰桥梁醇酸磁漆由季戊四醇醇酸树脂、铝粉浆及颜料制成,漆膜坚韧,耐候性好。c. C048灰云铁桥梁醇酸磁漆以季戊四醇醇酸树脂、云母氧化铁、铝粉浆、催干剂和200溶剂汽油制成。该漆耐候型好,可以延缓水汽透过,吸收反射紫外线。d. SQC0411锌铝醇酸桥梁磁漆耐候性要比一般的醇酸磁漆都好。e. C0442各色醇酸磁漆其为专为桥梁制成的面漆有C0442钢灰桥梁面漆和中灰钢梁面漆,采用金红型钛白粉,耐候性比C042要好,干燥时间稍长。f. C04-45灰铝锌醇酸磁漆(66金属浆)该品种为四罐包装,季戊四醇醇酸漆料、混合催干剂、混合稀释剂和铝锌混合颜料分别包装,耐候性是桥梁醇酸面漆中最强的。它是我国铁路钢桥上面曾经使用最多的醇酸面漆,最早应用于南京长江大桥、武汉长江大桥、成昆线和京山线等铁路桥梁上面。铁路钢桥用醇酸面漆最新的品种是灰色铝粉石墨醇酸面漆。它采用长油度季戊四醇改性醇酸树脂为基料,颜料浆为铝粉和石墨的片状复合浆料,加入助剂、溶剂和催干剂等,通过高速搅拌,砂磨使各组分分散均匀,过滤后即制得耐候性强的醇酸面漆。它与以往使用的醇灰色铝锌醇酸面漆和灰色云铁醇酸面漆相比,水汽透过率及粉化减薄试验都有不俗表现。重庆59研究所进行过为期10年的大气老化试验,试验结果如下:表24涂层配套体系 试验结果红丹酚醛防锈漆灰色铝锌醇酸面漆红丹酚醛防锈漆灰色云母氧化铁醇酸面漆红丹酚醛防锈漆灰色铝粉石墨醇酸面漆 完全失光没有光泽,表面粗糙表面光滑,有部分光泽灰色铝粉石墨醇酸面漆与环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆相配套,已经在广西柳江大桥、广东江村桥、湖北枝城长江大桥、芜湖长江大桥和和长东黄河二桥上面使用。目前已有经改性的醇酸面漆使用,特别是有机硅和丙烯酸改性的醇酸面漆,耐候性突出,实际应用表明,超过了氯化橡胶面漆的性能。佐敦油漆Correx有机硅改性醇酸面漆,体积固体份48,干膜厚度3040微米。佐敦油漆的Utral Topcoat丙烯酸醇酸面漆,体积固体份46,漆膜厚度为3040微米。(2) 氯化橡胶丙烯酸面漆氯化橡胶面漆干燥快,与氯化橡胶底漆附着力好。漆膜坚韧,耐水性及耐干湿交替性能好。重涂性能良好,可低温施工,易于保养。早期的桥梁,包括其它钢结构,氯化橡胶面漆是主要的重防腐面漆。由于氯化橡胶生产时采用四氯化碳,故而现在它的应用受到了限制,有着淘汰的可能,而丙烯酸面漆正在取代了它的应用地位。丙烯酸面漆性能相类似于氯化橡胶面漆,而且漆膜丰满,保色保光性能更好。氯化橡胶和丙烯酸面漆除了和氯化橡胶底漆,乙烯类底漆配套外,还可以和环氧底漆配合使用,使面漆易于保养。(3) 环氧面漆与环氧底漆配套使用,漆膜坚韧耐磨,寿命较长,耐水、耐油、耐化学品等各项性能突出。但施工时受温度限止,不能低温施工。作为双组份涂料,使用较为麻烦。环氧面漆户外耐候性差,会粉化失光影响装饰性,但是对保护性能影响并不太大。一些厂家已经有无最大涂装间隔的环氧面漆应用,例如SIGMA CM环氧涂料,但是其耐化学性能有所下降。很多厚浆型环氧涂料,已经作为不需要很好装饰性的面漆在结构件内部或室内环境中使用,因为这些地方不会受到太阳紫外线的照射,所以无须担心漆膜会粉化。国际油漆(International Protective Coatings)的两种典型产品如下:Intergard 740,双组分环氧树脂面漆,强度大,可以涂覆在已涂有适当底漆的表面。具有良好的耐磨性,能防护多种化学品(如酸液、碱液、溶剂和盐溶剂)的泼溅。适用于多种环境下,如海上设施、石化厂、桥梁梁、造纸厂和发电厂等。Intergard 410,双组分厚浆型环氧树脂中间漆/面漆,具有优良的耐化学性和耐磨性。用于高性能涂料配套方案,形成防腐蚀阻隔,适合于腐蚀性强的环境。它可以作为有色的中间漆用于高性能面漆下面,也可以在不需要优质装饰性的地方作为面漆使用。广泛用于新建结构和原有结构的维修保养,适用于海上设施、石化厂、桥梁梁、造纸厂和发电厂等环境中。产品名称 体积固体份 漆膜厚度 m 混合比AB 稀释剂干膜 湿膜 Intergard 410 环氧中涂漆/面漆 603% 100-150 167-250 4:1 GTA 220Intergard 740 环氧树脂面漆 513% 50 98 4:1 GTA 220(4) 聚氨酯面漆聚氨酯面漆与环氧面漆相比,漆膜同样坚硬耐磨,耐化学品和耐溶剂性能优良。而且可以低温施工。S042灰聚氨酯桥板面漆是我国铁路钢桥专用面漆,它和S041棕黄锌黄聚氨酯底漆共同组成了桥梁用聚氨酯涂料配套。S042灰色聚氨酯面漆分为四个组份,醇酸树脂色浆为组分一,甲苯二异氰酸酯三羟甲基丙烷加成物为组成二,铝粉浆为组分三和金刚砂为组分四,用的时候按组分一组分二组分三组分四100801050随配随用,稀释剂为X10聚氨酯漆稀释剂。现在的聚氨酯面漆都采用的HDI缩二脲作为固化剂,漆膜不泛黄,耐候性相当好。丙烯酸改性的聚氨酯面漆,最小重涂间隔比一般的聚氨酯面漆缩短,而且无最大重涂间隔。它与富锌底漆和环氧厚浆型中间漆配套,是目前在桥梁和其它钢结构方面应用最为广泛的高装饰性高耐候性聚氨酯面漆。不同涂料品种的光泽保持度如下图所示,该数据按照ASTM D 523-67 / ISO 2813-1978(E)所检测,该图来源于HEMEPL涂料技术中心。国际上知名的重防腐涂料公司的相关聚氨酯面漆如下:公司名称 产品名称 体积固体份 干膜厚度m 混合比AB 稀释剂佐敦油漆 JOTUN Futura AS 47 3050 91 No.10Jotathane 63 5080 51 No.10国际油漆IP Interthane 990 57 50 61 GTA 713海虹老人牌HEMPEL 55210 Hempathane Topcoat 52 4060 71 0808055910 Hempathane Topcoat 66 75125 71 08080式玛涂料 SIGMA Sigmadur Gloss 56 50 8812 91-88注:其中佐敦的Jotathane和海虹老人牌的55910是符合环境保护法规中有关VOC的高固体有光面漆,而不是一般的厚浆型半光面漆。在耐腐蚀性方面,聚氨酯面漆与其它高性能涂料配合使用具有突出的性能。下面为国际油漆(International Protective Coatings)经过的NORSOK测试系统:产品名称 干膜厚度 m 测试 结果Interzinc 52 环氧富锌底漆 75 Norsok 循环测试, 25个循环,共计4200小时 无粉化无开裂无锈蚀无起泡Intercure 420 快干型环氧云铁防锈漆 175 Interthane 990 聚氨酯面漆 50 总的干膜厚度 300 注:Norsok循环测试1个循环 72小时 ISO7253 (盐雾试验)16小时 空气中干燥80小时 ASTM G53(UVA)共计:168小时(5) 丙烯酸改性有机硅面漆其耐候性能高于聚氨酯涂料,仅次于氟树脂涂料。其固化过程是丙烯酸树脂蒸发干燥,然后与空气中水分生成硅氧键而固化。(6) 氟树脂面漆溶剂型可以常温施工的氟树脂面漆,以FEVE聚合物为树脂,它与传统的PVDF不同,分子结构中选择了乙烯基醚官能团,改善了氟树脂的溶解性,进而提高了涂料的流平性。氟树脂面漆的耐候性能非常好,超过了丙烯酸改性聚氨酯面漆,不过价格较贵,近年在海上桥梁等相当严酷的环境下作为免维修面漆使用,是日本桥梁建设中的最新标准配套用面漆。在日本,现在使用有着超强耐候性能的氟树脂面漆。这种用聚氨酯改性的氟树脂面漆,耐候性能可以达到10以上而光泽没有大的变化。在来岛大桥、多多良大桥和明石海峡跨海大桥上使用的面漆就是氟树脂面漆。来岛大桥箱梁外部的涂层如下:车间底漆 无机硅酸富锌车间底漆第一道 厚膜型无机硅酸富锌底漆第二道 环氧底漆第三道 氟树脂中间漆第四道 氟树脂面漆南韩的ChangSun Main Bridge (长山大桥)全长438米,宽14.5米,钢结构涂装面积达142,871平方米,由大宇重工制造。采用的涂料为Carboline的涂料,这可以说是除了日本和美国外在采用的氟树脂涂料涂装的典型工程:底漆 无机富锌底漆 75微米中间漆薄雾层 环氧中间漆 100微米面漆 氟树脂面漆 220微米(7) 工程硅氧烷涂料聚硅氧烷进行有机改性后形成的无机有机聚合物,面漆耐候性是目前最佳的。而且,聚硅氧烷聚合物面漆固体份含量高符合环保要求。并且,它还没有最大涂装间隔。在涂层系统中,聚硅氧烷聚合物面漆可以取代中间漆和面漆,从而使三道涂层系统全并为两道涂层系统。通常的涂料系统已经简化成底漆中间漆面漆的三道涂层系统,典型的涂料系统如:环氧富锌底漆 50微米厚浆型环氧中间漆 100微米脂肪族聚氨酯面漆 50微米使用聚硅氧烷面漆时,由于漆膜可以厚膜施工,所以完全可以省去中间漆,变成两道涂层系统,省去大量的施工时间和人力:环氧富锌底漆 75微米丙烯酸聚硅氧烷面漆 125-150微米第一代是环氧聚硅氧烷面漆,环氧聚硅氧烷涂料,有着突出的物理和化学性能,如耐蚀性、保色保光性、长效性、很好的成膜性能以及溶剂的挥发控制等方面都有突出表现。第二代为丙烯酸聚硅氧烷面漆,户外耐候性能高于脂肪族聚氨酯涂料。其耐候性能超过聚氨酯涂料34倍。公司名称 产品名称 VOC,g/lEPA方法24 体积固体份 漆膜厚度 体积比AB佐敦JOTUN Jotacoat PSO环氧聚硅氧烷面漆 不详 72 60125 1.51国际油漆IP Interfine 979丙烯酸聚硅氧烷面漆 172 76 100150 单组份亚美隆AMERON PSX700工程(环氧)聚硅氧烷面漆 PSX1001丙烯酸聚硅氧烷面漆 384 55 5075 单组份四 封闭漆封闭底漆的主要作用是对底材或底漆进行封闭,根据具体的情况可以分以下几种情况。(1) 混凝土封闭漆用于混凝土的封闭漆主要是环氧清漆,其作用是封闭毛细孔,粘住混凝土的表面尘,增强混凝土表面层强度,为后道漆的施工提供足够强的基础。其它应用的产品还有丙烯酸封闭漆,环氧砂浆等。用于混凝土表面的环氧清漆,使用液态环氧树脂和渗透性强的溶剂,可以起到封闭漆的作用,填充表面子孔隙,对后道涂层形成良好的基础,还可以粘结混凝土的灰尘,避免对粘结力受损。为了得到良好使用效果,使用前必须估计稀释的程度。实际稀释剂的需要量由温度施工表面情况混凝土类型和施工技术决定。另外实际理论涂布率是无法按一般涂料用量的方法来计算的。根据混凝土表面粗糙度表面空隙率和施工方法。如果体积固体份含量(VS%)为50时,一般实际使用量大约为14平方米/升。有些环氧清漆的体积
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