无溶剂液体环氧防腐涂料及其应用.doc

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1、无溶剂液体环氧防腐涂料及其应用张炼 廊坊市东化防腐工程 总经理摘要：无溶剂液体环氧防腐涂料是防腐涂装的开展方向，它可以提高防腐层质量、提高涂敷成效、降低本钱，而且环保、节能、无污染。一次性厚涂技术，将得到优质、长效的防腐层。一、液体环氧涂料的分类及比照用于石油、化工管道与贮罐内外防腐的涂料品种很多，但从防腐性能、投资造价、使用寿命与施工技术等方面考虑，用量最大、用途最广、历史最悠久的是液体环氧涂料。在我国20世纪80年代前，用中分子环氧树脂与局部高分子环氧树脂参加25%以上的溶剂，制成溶剂型液体环氧涂料，在90年代改良成溶剂含量小于20%的厚浆型环氧涂料，在20世纪末研制并生产出无溶剂液体环氧

2、涂料，该涂料不含挥发性的、有毒性的苯类稀释剂，固体含量接近100%。液体环氧涂料性能的优劣主要由两大因素决定，其一是环氧树脂含量，其二是溶剂含量。经试验研究环氧树脂含量最少不应低于25%。涂料中环氧树脂含量高，防腐层粘结力大，机械强度高，涂敷时固化速度快，涂层密实，可以得到性能优良的防腐层。涂料中溶剂含量应越少越好，涂料含量直接影响着涂层的致密度与针孔的数量，还关系到涂敷遍数、工效、工期、人工与机械的费用。在选购涂料时，应首选溶剂含量低、固体份含量高的涂料。溶剂在漆膜枯燥过程中应全部挥发，造成浪费、污染与危害，并使干膜厚度减少。一般溶剂含量20%以上的涂料，一遍漆干膜厚度大约在4080m，假设

3、按最低要求的防腐层厚度300m计算，至少要涂四遍以上。第一遍漆膜表干后，方可涂第二遍漆，假设每遍间隔26h，涂敷300m厚的防腐层，施工周期要24天，工效远远低于可一次性厚涂的无溶剂液体环氧漆。更要指出的是涂层致密性的问题，因涂料中含溶剂，在漆膜枯燥过程中溶剂挥发会产生针孔与本论文在中国石油石化静电专业委员会、中国石油石化防腐新技术开发中心举办的“2021全国石油石化化工行业腐蚀防护与控制暨高新涂料技术应用交流会上发表。外表缺陷。为了消除针孔与增加防腐层厚度，要涂敷第二遍涂料，把上遍涂膜的针孔大局部覆盖，只有少量重叠，靠这样多层的涂敷才能到达无针孔的防腐层。可是，第一层、第二层及以后涂的假设干

4、层中留下前层的隐蔽下的针孔，又称之为盲孔。在表层留下的针孔称之为显孔。盲孔、显孔与隐藏的裂痕缺陷造成涂层致密性差，在今后的实用中，遇到化学介质的长期浸渍，腐蚀性的酸、碱、盐会进入缺陷中并存留，造成涂层电性能下降、强度降低，先失去防腐作用。因此施工一样厚度的防腐层，用无溶剂涂料比用有溶剂涂料涂敷的防腐层在质量上要优异。无溶剂液体环氧涂料可以一次性厚涂到达2000m以上，工效高，涂敷速度快，提高质量、提高成效、降低本钱、环保、节能、无污染，是引领涂料工业开展方向的新产品、新技术。表1 有溶剂与无溶剂涂料比拟序号有溶剂型包括厚浆型无溶剂型1涂层中有针孔、盲孔、显孔，造成涂层不致密。无溶剂一次性厚涂，

5、涂层密实，各项防腐性能优良。2多层涂敷、层间还需有等待枯燥的时间，工效低、时间长。一次厚涂，工效快，省工、省时。3有溶剂挥发，施工现场条件恶劣、污染环境，工人劳动条件差，造成职业病。无溶剂挥发，无污染，无气味。4涂层固化后，仍有溶剂残留逸出，污染水质。自身无溶剂、涂层中无残留问题，真正无毒害。5溶剂乃能源物资，挥发后，浪费了能源。无挥发物，节能、环保，为地球、为人类做奉献。6能源浪费，增加工序，工效降低，综合本钱提高。节能，省钱、节省工序、节省人工与机械施工费，降低本钱。二、无溶剂液体环氧涂料种类无溶剂液体环氧涂料有无溶剂环氧彩漆、无溶剂环氧陶瓷涂料、无溶剂环氧煤沥青涂料等种类。1、无溶剂液体

6、环氧涂料环氧彩漆环氧彩漆是液体环氧漆的一个品种，环氧漆是属化学固化型油漆，环氧树脂与固化剂混合后，发生化学交联反响，生成不熔不溶的大分子立体网状构造，质地致密、机械强度高，环氧环、苯环与醚键化学性质稳定，耐多种酸、碱、盐的浸泡，醚键与羟基是极性基团，与钢铁产生极性吸附，粘结力大，附着力强。表2 无溶剂型环氧彩漆性能指标工程单位性能指标涂料粘度涂4杯，25不测超过仪器检测范围涂料细度100涂料固体含量98漆膜枯燥时间25表干h4实干h16漆膜颜色及外观各色、有光漆膜附着力级2漆膜柔韧性mm2漆膜耐冲击J2、无溶剂液体环氧涂料环氧陶瓷涂料环氧陶瓷涂料欧美国家称之为Ceramic Epoxy，是液体

7、环氧涂料系列产品中的耐磨品种，内含大量高纯度石英粉，涂层光亮、坚硬、耐磨。组成中含煤沥青的外观呈黑色，简称黑陶，用于中水与污水，组成中不含煤沥青的外观为白色，简称白陶，属于无毒型，用于生活饮用水。无溶剂型环氧陶瓷涂料不含任何有机溶剂与活性稀释剂，符合环保与平安要求，固体含量接近100%，适用于机械喷涂，可厚涂一次成形，涂层密实、无针孔，省料、省时、省工，降低本钱，是涂料工业开展的方向。涂层光滑、坚韧、耐水、耐磨、耐化学介质浸蚀，防腐性能优良，是最好的内防腐材料。可加热或常温涂敷，常温固化养生，施工方法简便易行。环氧陶瓷涂层光滑，磨阻系数低，适用于钢管、铸铁管、混凝土管等输水管道内涂，可降低磨阻

8、，增加输量，减少投资。也适用于钢储罐、混凝土、凉水塔、污水厂、码头等设备的内外防腐。主要技术指标符合美国国家标准协会与美国自来水厂协会的ANSI/AWWA C 210-07?钢质水管道液体环氧内外防腐层?标准与东化防腐公司企业标准Q/DH 08-2021?环氧陶瓷涂料?的要求。表3 AWWA C 210-07性能指标序号试验工程最低要求试验方法1干膜厚度16mils406mSSPC PA22电检测针孔2500V无针孔NACE RP 01883粘结性a. ASTM D 3359(A法)b. ASTM D 45414A级800psi5.5MPaaASTM D3359A法bASTM D 45414浸

9、泡试验241、30da. 脱离子水b.1%w硫酸溶液c. 1%w氢氧化钠溶液无起泡、剥离与失粘AWWA C 2105阴极剥离剥离半径ASTM G 83、无溶剂液体环氧涂料环氧煤沥青涂料环氧煤沥青涂料在20世纪70年代前是用煤焦油为主料，参加环氧树脂，因此原称环氧煤焦油涂料coal tar epoxy。参加固化剂后，即发生固化反映，形成漆膜。可是煤焦油中含有酚类物质，酚类物质也能与固化剂发生反响，会增加固化剂用量，而且有些酚类物质在形成涂层后还会逸出，投入使用后，影响涂层防腐性能。后来改良为采用精炼的煤焦沥青，除去有害杂质制成环氧煤沥青涂料。随科学技术的开展，环氧煤沥青涂料从20世纪80年代的溶

10、剂型，其固体含量70%，到90年代开展为厚浆型，固体含量80%，目前已生产出无溶剂型，其固体份含量高达98%。国标GB 50268与石油行标SY/T 0447-96的固体含量仍按厚浆型要求，而最新的石油行标SY/T0457-2021已明确无溶剂环氧涂料的固体含量指标为98%。表4 无溶剂环氧煤沥青涂料技术指标工程单位技术指标执行标准涂料常规检测细度m100GB/T 1724固体含量%98SY/T 0457附录A颜色及外观-黑色,外表平整、光滑目测枯燥性能表干h4GB/T 1728实干h16冲击强度J 通过GB/T 1732附着力级12GB/T 1720柔韧性mm2GB/T 1731硬度-2H铅

11、笔，外表无划痕GB/T 6739耐化学稳定性90d10% H2SO410% NaOH3% NaCl-防腐层完整，无起泡、不脱落GB/T 9274防腐层检测耐盐雾性500h-1级GB/T 1771耐磨性1000g/1000转mg120GB/T 1768、25-涂层无裂纹SY/T 0442附录E耐冲击25J6SY/T 0442附录F4、无溶剂液体环氧衍生产品环氧煤沥青冷缠带无溶剂型环氧煤沥青冷缠带是环氧煤沥青加玻璃布防腐层的更新换代产品，是东化公司自主研发的专利产品，专利号：ZL 93 2 21420.7。本品由基带与定型胶两局部组成，基带是浸过环氧煤沥青涂料的丙纶无纺毡，取代含碱、含蜡的玻璃布，

12、定型胶是无溶剂型环氧煤沥青涂料，取代溶剂型环氧煤沥青涂料。为到达国标GB 50268-2021与中石化行标SH 3022-1999标准要求的防腐层厚度，可提供三种型号，即：防腐层组合厚度0.4mm的GH 401加强级、0.6mm的GH 402特加强级与0.8mm的GH 403加厚级即中石化标准的特强级。为了适应中国南北方温差较大的情况，按施工环境温度将配套的定型胶分为三种型号，即：常温胶5以上使用，低温胶-5以上使用与超低温胶-5以下使用。本产品2004年通过北京市市政管理委员会鉴定，认为具有方便施工、降低本钱、提高防腐质量、有利于改善环境保护的特点，在环氧煤沥青防腐材料中到达国内领先水平，可

13、以在市政工程中推广应用。环氧煤沥青冷缠带中采用的环氧煤沥青涂料又称定型胶属无溶剂型，解决了原溶剂型环氧煤沥青涂层针孔多、涂层不密实，有盲孔、显孔的缺陷。两胶一带即可到达国标要求的厚度，涂层致密、无针孔，大大提高防腐层的质量。采用两胶一带施工工艺，取代原来标准中要求的四油一布加强级与六油二布特强级与中石化的五油三布特强级，简化施工工艺，缩短工期，提高工效，节约工程本钱。冷缠带有可在不同环境温度下施工的三种定型胶，使环氧煤沥青防腐可在全天侯施工，解决了以往冬季不能施工的弊病。环氧煤沥青冷缠带是基带与定型胶配套供给，提高了现场施工环氧煤沥青涂层的预制程度。无纺布不含蜡、不含碱，消除了因玻璃布含蜡、含

14、碱造成的粘结力差与吸水率高，不耐酸、碱、盐浸蚀的弊病，大大提高了环氧煤沥青涂层的粘结力、机械强度与在盐碱地区的防腐性能。施工后涂层厚度均匀、质量稳定、外观漂亮、防腐性能优良。环氧煤沥青冷缠带适用于埋地与水下钢质输油、天然气、自来水、供热管道的外壁防腐，也适用于钢质储罐罐底及污水池、屋顶防水层、卫生间、浴室、地下室等混凝土构造的防水与防渗漏。环氧煤沥青冷缠带尚无相应行标，企业标准为Q/DH 01-2021?环氧煤沥青冷缠带?，其外观、防腐层厚度、电火花检漏电压等主要技术指标均符合国标GB 50268、中石化行标SH 3022与石油行标SY/T 0447等标准的相应要求。表5 环氧煤沥青冷缠带技术

15、指标序号项 目单位技 术 指 标GH 401GH 402GH403GH4041基带宽度，mm1252.5 2505 400825052基带抗拉强度，N/cm20253定型胶实干时间25h164防腐层颜色及外观黑色有光、外表平整、粘结严密黑色、外表平整有弹性5防腐层厚度mm0.80.86防腐层电火花检漏kV3.0 无漏点5.0 无漏点7防腐层粘结力180剥离法常温胶低温胶N/cm20 不剥离12 不剥离-超低温胶12 不剥离-撕开法-不露铁8防腐层耐冲击J 冲击点不露铁三、无溶剂液体环氧涂料施工方法1、手工施工方法无溶剂液体环氧涂料尽量不采用手工施工，环氧类涂料是化学反响型涂料，当环氧树脂在A组

16、份内与固化剂在B组份内混合后，固化反响开场，产生的热量又加速了反响速度，涂料会增稠甚至凝固而无法涂敷使用，这段时间称为使用期。涂料中溶剂含量高，溶剂挥发可带走一局部热量，可以延长使用期，但又出现每遍涂层只能到达50100干膜的问题，需要增加涂敷遍数。无溶剂液体环氧涂料中树脂含量高，涂料粘度较大，为了降低粘度，一般采用预热到4070，当A、B料混合后，化合反响速度更快。无溶剂环氧涂料亦可制成手刷料，有些厂家采用参加活性稀释剂的配方，但其价格较高，而且活性稀释剂有挥发性，有毒，影响施工人员的身体安康。东化公司研制的冷缠带配套定型胶是无活性稀释剂的无溶剂液体环氧涂料，可以手工施工，其施工方法是A、B

17、料按1：1混合，搅拌均匀即可涂刷。2、机械化施工因无溶剂环氧涂料按比例参加固化剂后，化学反响产生的热量大，会加速固化反响，使涂料使用期缩短，故通常的空气喷枪与单缸高压无气喷涂机均不能使用，应采用双缸双路高压无气喷涂机。双缸双路喷涂是将环氧涂料的A料、B料分别预热，由A料泵、B料泵分别输送到喷咀前的预混器混合，混合后的涂料立即经喷咀喷到被涂物上，迅速固化形成涂膜，到达一次性厚涂的效果。在照片与录像中可以看到施工无溶剂环氧煤沥青管道外壁防腐层，一次性厚涂到达美国AWWA标准，防腐层厚度大于14密耳406m。双缸双路喷涂机照片附件13：无溶剂液体环氧防腐涂料施工及验收标准摘 录附件1：铸铁管及钢管机

18、械喷涂环氧陶瓷内衬施工及验收标准前言：2002年，东化公司根据国外市场的需求，自主研制出专利产品无溶剂环氧陶瓷涂料及其专用喷涂机(中国专利号ZL 02 1 55418.8与ZL 02 2 89182.7)，用环氧陶瓷内衬的球墨铸铁管、钢管与管件在国内外的使用量日渐增多，先后大批量出口科威特、新加坡、安哥拉及阿尔及利亚等国，在管道防腐材料国际市场竞争中争得一席之地。 为了向用户提供准确而完整的信息，东化公司根据在涂料研制、生产与施工实践所积累的经历，编制了本企业标准。本标准为推荐性标准，供有关设计、施工、监理部门参考、使用，并仅适用于在本标准中规定的材料品种。本标准的主要内容有：范围、标准性引用

19、文件、内衬层构造及施工工艺流程、材料、原料准备、铸铁管内外表预处理、钢管内外表预处理、机械喷涂法内衬、手工浇涂法内衬、检验与修补、管端清理及承插口涂敷、管外壁涂漆、吊运及防护、现场补伤及补口、平安考前须知等。本标准起草人： 张炼、朱骥。本标准由东化防腐工程负责解释。1 范围本标准规定了使用无溶剂环氧陶瓷涂料，以机械喷涂,在球墨铸铁管或钢管内壁，一次喷涂出厚度13mm环氧陶瓷内衬的施工及验收标准，适用于输送介质为水包括污水、中水、饮用水、天然气、成品油、原油的铸铁管与钢管环氧陶瓷内衬的设计、施工及验收。2 标准性引用文件以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款：GB/T 8923198

20、8 涂装前钢材外表锈蚀等级与除锈等级SY/T 04572021 钢质管道液体环氧涂料内防腐层技术标准Q/DH 08 2021 环氧陶瓷涂料3 内衬层构造及施工工艺流程略4 材料略5 原料准备略6 铸铁管内外表预处理略7 钢管内外表预处理略8 机械喷涂法内衬略9 手工浇涂法内衬略10 检验与修补略10.1 检验 对内衬层进展外观、厚度、漏点、粘结力四项检查，并应到达用户要求，如用户无明确要求，可参照本标准与SY/T 0457 相符的以下要求。a) 外观检查。指定专人逐根管目视检查。内衬层平整、光滑、无漏涂、无划痕为合格。对检查出的缺陷，用粉笔画圈标记。外观不合格管可以局部修补或全部加涂一遍。b)

21、 厚度检查。用磁性测厚仪抽查，抽查率5%，且不得少于2根。对DN1000 及以上管测管两端150外及中间共三个截面，DN900及以下管只测管两端各一个截面，每个截面对称测4点，准确至10m，符合用户规定厚度为合格，但焊道上的涂层厚度不低于管体上的80%即可。厚度检查有不合格时加倍抽查，仍不合格那么全批逐根检查。厚度不合格管可以加涂增厚。c) 漏点检查。用高压电火花仪抽查,抽查率5%，且不少于2根。检漏电压5kV，探头移动速度/s,无漏点为合格,如不合格那么加倍抽查,仍不合格那么全批逐根检查。对检查出的漏点立即用粉笔画圈标记，按抽查管的防腐面积计算,平均针孔数1个/的管子可以局部修补,针孔数超过

22、1个/的管子要全管加涂一遍。d) 粘结力检查。用挑剥法抽查，抽查率2%，且至少1根。用锋利刀刃垂直划透内衬层，形成边长约40，夹角45的V形切口，用刀尖挑剥切割线交点处的涂层，只能在刀尖作用处局部挑起，其他部位仍与钢管粘结良好，不出现成片剥离为合格。如不合格那么加倍抽查，仍不合格那么全批逐根检查。粘结力检查为破坏性工程，对合格管用粉笔对检查点画圈标记并尽快修补，对不合格管不允许修补，必须重新返工。略11 管端清理及承插口涂敷略12 管外壁涂漆略13 吊运及防护略14 现场补伤及补口略15 平安考前须知略附件2：混凝土外表涂敷液体环氧防腐层施工及验收标准前言： 对混凝土管、铸铁管水泥砂浆内衬层与

23、混凝土构筑物包括：凉水塔、水池、甬道、地下室等加涂液体环氧防腐层是提高其防水、防渗、防腐蚀与装饰功能的最经济、最实惠的方法。东化公司1989年对北京高井电厂的凉水塔、1990年对亚运村污水处理厂的污水池、2007年对南水北调工程的大口径混凝土管与2021年对出口阿尔及利亚的内衬水泥砂浆铸铁管的施工实践均获得很好的使用效果。为了向用户提供准确而完整的信息，标准施工及验收程序，东化公司编制了本企业标准。本标准为推荐性标准，供有关设计、施工、监理部门参考、使用，并仅适用于在本标准中规定的材料品种。本标准的主要内容有：范围、标准性引用文件、涂层构造及施工工艺流程、材料、混凝土外表处理、混凝土外表涂漆、

24、涂层检验与修补、平安考前须知等。本标准起草人：张炼、朱骥。本标准由东化防腐工程负责解释。1 范围本标准规定了使用液体环氧涂料包括：环氧陶瓷涂料与其他类型的液体环氧涂料，以机械喷涂自然固化方式或手工刷涂自然固化方式，在混凝土外表包括：混凝土管内外壁、铸铁管水泥砂浆内衬层与各类混凝土构筑物外表涂敷液体环氧防腐层的施工及验收标准，适用于上述工程工程的设计、施工及验收。2 标准性引用文件以下文件的条款通过本标准引用而成为本标准的条款： GB 502122002 建筑防腐蚀工程施工及验收标准Q/DH 022021 液体环氧防腐涂料 Q/DH 082021 环氧陶瓷涂料3 涂层构造及施工工艺略4 材料略5

25、 混凝土外表处理略6 混凝土外表涂漆略7 涂层检验与修补a) 外观检查。目视检查，应外观均匀一致，涂层饱满，无气泡、开裂、剥落等缺陷。对不合格处可加涂面层漆修补。b) 粘结力抽查。涂层固化后，用锋利刀刃垂直划透涂层，形成夹角约45的V形切口。用刀尖挑剥切割线交点的涂层，只能在刀尖作用处局部挑起，其他部位仍粘结良好，不出现成片剥离为合格。如不合格，铲掉涂层，重新返工。c) 厚度检查。涂层厚度应均匀并到达用户要求，按GB 50212规定，可用无损探测仪器直接检测，也可对同步样板进展检测。厚度未到达要求可手工加涂面层漆增厚。8 平安考前须知略附件3：环氧煤沥青冷缠带外防腐层作业指导书1 内容范围本指

26、导书是GH 401、GH 402、GH 403环氧煤沥青冷缠带产品说明书的补充说明，内容包括底材的外表处理、施工工艺、验收的详细说明。2 引用文件以下文件的条款通过本指导书引用而成为本指导的条款： GB/T 892388 涂装前钢材外表锈蚀等级与除锈等级 GB 502682021 给排水管道工程施工及验收标准 SY/T 044796 埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准 Q/DH 012021 环氧煤沥青冷缠带3 材料略4 防腐层等级、构造及施工工艺流程略5 施工技术要求略6 防腐层检验及修补6.1 一般要求。参照GB 50268-2021与SY/T 0447的要求，对防腐层进展外观、厚度、漏

27、点与粘结力检验。外观、厚度、漏点应在防腐层实干后、充分固化前检验，粘结力可在实干或固化后检验。防腐层到达实干或充分固化所需时间随施工温度变化很大，现场判断实干与充分固化的定性方法为：实干：手指用力推防腐层不移动；固化：手指甲重刻防腐层不留痕迹。6.2 外观检查对防腐管逐根目测检查。要求外表平整，压边宽度均匀，粘结严密。6.3 厚度检查用磁性测厚仪检查。防腐管每1020根为一组，每组抽查1根，每根抽查一个截面，每个截面对称测四点。符合规定厚度为合格。假设不合格，再在该组内随机抽查两根，如其中仍有不合格，那么该组判为不合格。厚度不合格防腐管，应在涂层未固化前补涂定型胶增厚至合格。6.4 电火花试验

28、用电火花检漏仪以第5.6规定的电压对防腐管进展抽查，检测时，探头接触防腐层外表，以约/s的速度移动。对检出的漏点处及周围约50范围内的防腐层用砂轮或砂纸打毛，然后补涂定型胶覆盖，固化后再次进展电火花试验。6.5 粘结力抽查用锋利刀刃垂直划透防腐层，形成边长约40mm，夹角45的V形切口，用刀尖从切割线交点挑剔切口内的防腐层，符合以下条件之一认为防腐层粘结力合格：、实干后的防腐层，撕开面积约50，撕开处应不露铁，定型胶与钢管普遍粘结；、充分固化后的防腐层，只能撕裂，且破害处不露铁，定型胶与钢管普遍粘结。粘结力检查为破坏性试验，不宜多做。以不少于20根防腐管为一组，每组抽查1根，每根抽查1点，如合格那么判为全组合格，如不合格那么在该组内随机抽查2根，如其中仍有不合格那么判为全组不合格。粘结力不合格的防腐管不允许补涂处理，应铲除全部防腐层重新施工。7 运输与存放略8 补口及补伤略9 下沟及回填略第 25 页