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在大部分嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中,高性能的長效重防腐蝕涂料體系得到廣泛的應(yīng)用。目前最經(jīng)典有效的重防腐蝕涂料配套體系是1道富鋅(有機或無機)底漆, 1〜2道環(huán)氧高固體體分中間涂料,加上聚氨酯面漆。這一配套體系十多年來已被廣泛應(yīng)用于化工、橋梁、 電站、船舶和海上設(shè)施等嚴(yán)重腐燭的各個領(lǐng)域,其在沿海地區(qū)—般有10年左右的保護周期,在內(nèi)陸地區(qū)可達(dá)15年以上。
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的提高,人們對防腐蝕提出更高的要求,既要提高長效保護的周期(如有的工程要求20年或更長),也要安全、健康,符合環(huán)境保護的最新要求;既要美化環(huán)境, 又要講究成本和效益。在這方面,除了各種新型重防腐蝕涂料的研究和開發(fā)外,近幾年來在聚硅氧烷涂料和氟涂料作為聚氨酯涂料的更新?lián)Q代產(chǎn)品方面進(jìn)行了大量的研究。
原理和主要反應(yīng)
利用有機-無機混接技術(shù),使兩種材料形成一個具有共價鍵的聚合體網(wǎng)絡(luò),是聚硅氧烷的主要化學(xué)反應(yīng);旖蛹夹g(shù)主要涉及4個方面:有機基體、無機基體、互穿網(wǎng)絡(luò)和真接枝。這些混接反應(yīng)包括了脂肪族環(huán)氧改性聚硅氧烷;丙烯酸改性聚硅氧烷;丙烯酸尿烷改性聚硅氧烷;硅溶膠混接物和有機硅溶膠等;旖蛹夹g(shù)利用了有機物的最佳特性(容易加工、撓性、韌性、光澤和室溫同化)和無機物的最佳特性(惰性、硬度、附著力和耐化學(xué)性,耐高溫、耐候、耐紫外線和耐磨)等。
聚硅氧烷和聚氨酯涂料比較,最主要的是保光保色性好且不含異氰酸酯。在保護性方面和安全、健康和環(huán)保方面優(yōu)于聚氨酯涂料。聚硅氧烷的杰出保光保色性來源于硅氧鍵的強度(Si -O-Si的強度為 446 kJ/mol)比碳-碳鍵(C-C的強度為358 kJ/ mol)的強度高,因此需要更高的能量才能把它打開。 典型的環(huán)氧聚硅氧烷涂料間化分2個主要反應(yīng)。
采用不同的材料混接,其反應(yīng)及漆膜性能會有很大的差別。在實驗室里,在這方面已經(jīng)做了許多試驗,并且認(rèn)為由脂肪族環(huán)氧和丙烯酸尿烷混接的聚硅氧烷具有非常優(yōu)異的制漆性能、耐候、保光保色性和耐化學(xué)性。
保光保色性能
在實驗室根據(jù)ASTM G 53-93做了聚硅氧烷涂料和聚氨酯涂料的加速老化試驗(QUV- A)。結(jié)果顯示,聚氨酯涂料在2000 h時還能保持初始光澤的75 %,到4500 h光澤只剩下原來的10 %左右。而聚硅氧烷涂料在4500 h時光澤仍然可達(dá)到初始光澤的75 %,8000 h時光澤仍可達(dá)原來的45 %左右 。
涂料特性
聚硅氧烷涂料具有以下3個方面的特性:
(1)漆膜的保光保色性優(yōu)異、光澤高、裝飾性好、 耐腐蝕性、耐化學(xué)性能優(yōu)異,并且漆膜的物理機械性能好,漆膜干燥速度快,施工效率高,且耐沾污,易清洗;
(2)涂料施工不用涂覆中間涂料而減少了涂層道數(shù),可以在0 ℃以上施工和固化,成膜性能高,膠厚在 125 μm以上;
(3)為高固體分涂料,VOC含量低,不含異氰酸酯,氣味小,具有安全、健康和環(huán)保的特點。
應(yīng)用范圍
聚硅氧烷涂料可用于橋梁、海上平臺及高岸設(shè) 施、風(fēng)力發(fā)電站、油罐外部、管道及閥外部、載重汽車及大型機械和其他嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下的鋼結(jié)構(gòu)中。
配套體系及施工
采用富鋅(無機或有機)底漆加聚硅氧烷面漆共 2道涂層的配套體系代替由富鋅底漆加環(huán)氧中間漆加聚氨酯面漆的3道涂層配套體系,在大氣自然曝曬、加速老化和鹽霧等試驗中,證明其防護性能基本一致,甚至略優(yōu)于后者。
采用2道涂層的涂料配套體系施工,富鋅底漆 (無機或有機)膜厚50 μm,聚硅氧烷面漆膜厚125μm,涂層總厚度可達(dá)175 μm。
由于聚硅氧烷涂料為厚漿、高固體分涂料,噴涂一道膜厚即可達(dá)到125 μm ,如果不加稀釋劑,甚至可以達(dá)到250 μm。如果要求表面有很好的流平性,可以加適當(dāng)?shù)南♂寗。建議采用無空氣噴涂。不可使用輥涂,以避免產(chǎn)生很難消除的氣泡。在多孔性底材或無機硅富鋅底漆表面施涂時,為避免氣泡的產(chǎn)生,建議先采用霧噴工藝,待氣泡逸出后,再涂一道面漆。