聚獒合环氧乙烷低表面处理防腐底漆的研发和应用

岳兴国

（阿克苏诺贝尔漆油（上海）有限公司，上海 200040）

1 引言

1.1 行业背景

腐蚀会造成各行各业，包括冶金、化工、矿山、交通、机械、农业、海洋开发和基础设施等的材料和能源的消耗以及设备的失效。1999年美国由交通部和美国高速管理协会进行的腐蚀调查数据表明，1998年总的腐蚀损失为每年2757亿美元，直接经济损失为1379亿美元。我国在2001年完成的“中国工业与自然环境腐蚀问题调查对策”，也涉及了自然环境、化工、交通运输等行业，初步估计我国的腐蚀约为5千亿元，造成大量社会财富损失[1]。除了在基础设施和设备在服役前进行防腐保护，后期维护和重涂，也是延长基础设施和设备使用年限的有效措施和必要手段。

1.2 防腐维修基层处理

在实际的涂装中，有很多情况下不可能对钢材进行完全彻底的喷砂处理，除了钢结构本身的特别情况下，还有日益严格的的环保法规和卫生安全条例。比如桥梁的维修涂装，如果进行喷砂就可能会影响公众环境，污染水源。另外很多维修环境不允许使用抛丸喷射处理，如厚度较薄的钢板、噪音要求高的畜牧场、空间狭小区域处，以及能源供应条件限制的区域。对于这些区域只能采用手工或是动力工具除锈。常用的手动除锈应用工具有钢丝刷、铲刀、凿刀、铲锤和砂纸等。常用的动力除锈工具包括砂轮、砂纸盘、旋转钢丝盘、气铲、笔形钢丝刷、锥形小砂轮等。

但通过手工除锈手段仅能除去有松散的氧化皮、铁锈、旧漆膜和其它有害物质，但是不能去除附着牢固的氧化皮、铁锈和旧漆膜。一般仅能达到St 2处理级别，最好达到St 3裸露出金属光泽的处理级别[2]。

综上所述，由于维修项目基层处理条件限制，底材表面可能覆盖有氧化皮、锈蚀、各种成分的旧涂层、水分、盐分或者油污等[3]，所以钢结构涂层的维修系统，最好使用低表面处理涂料。另外一个要求就是低表面处理涂料要能够覆盖在不同种类的旧涂层上面而不会产生相容性问题。在这种情况下讨论，低表面处理涂料主要指那些可以涂覆在手工或动力工具打磨的表面（St 2/St 3），旧涂层表面和高压水喷射除锈表面的涂料产品。

1.3 常用低表面处理涂料技术

低表面处理涂料必须符合以下基本要求：良好的渗透力和附着力；缓蚀性能；对旧涂层的影响较小；足够的柔韧性；可以容忍较差的气候条件。新涂层必须对剩余铁锈、微孔和不规则表面旧涂层等表面具有很好的渗透力。涂层中必须有一部分树脂能够渗透进钢铁基层的残锈和旧涂层间隙中。涂层尽量使用低分子量的树脂，足够的干燥时间以保证足够的渗透时间。

低表面处理涂料必须具有低温施工性能，能够容忍一定的相对湿度，甚至是底材上和施工完成后的漆面的露水微凝。传统低表面处理涂料包括亚麻油红丹漆、焦油环氧涂料、碳氢树脂改性的环氧树脂涂料、改性酚醛胺固化环氧涂料、湿固化聚氨酯涂料等。但亚麻红丹漆具有毒性，很多国家已经限制其使用[4]，溶剂型涂层即使具有比较好的渗透性，渗入氧化皮和铁锈等下部，但溶剂挥发后，仍会留有孔隙,见图1和图2。所以高固含或无溶剂涂层，将是未来低表面处理涂料的趋势。

图1 溶剂型涂料与多孔底材填充效果

图2 无溶剂型涂料与多孔底材填充效果

2 聚獒合环氧乙烷预底漆技术介绍

2.1 聚獒合环氧乙烷底漆成分

聚獒合环氧乙烷类低表面处理底漆是一种高性能、通过以双苯酚和环氧乙烷聚合物为主要基漆，乙二胺为固化剂的双组份渗透性环氧封闭底漆，百分之百固含量，基漆和固化剂的主要化学成分见表1和表2。

由于该底漆使用的组分具有极低挥发性有机物（VOC）含量，100%的体积固含量，具有非常好的环保性能。同时其独特的配方组成，赋予其低黏度的特性。

表1 基漆主要化学成分构成

表2 固化剂主要化学成分构成

2.2 聚獒合环氧乙烷底漆渗透性能

低表面处理涂料必须适用于因环境或安全因素限制而未能经喷砂清洁的绣钢表面。超强的渗透性，能强化绣钢基底，从而保证涂层的附着力。同时，对所有工业环境中的混凝土和砖石表面进行渗透也至关重要。

对于普通环氧底漆，由于黏度较大，很难渗透到铁锈下部空间，完全填充手动工具处理过的，可能残存铁锈和涂料的基层，如图3所示。而聚獒合环氧乙烷预底漆由于黏度小，无溶剂挥发，无收缩，渗透性强（见图5，聚獒合环氧乙烷渗透底漆可沿硅钙板的毛细管渗透上升）。聚獒合环氧乙烷渗透底漆的高渗透力能穿过锈蚀直底层钢铁表面，换置水分,填充空隙及稳固锈蚀，使表面获得稳固可靠的受保护。

2.3 聚獒合环氧乙烷底漆物理性能

按照GB/T 9286-1998(2004)测试结果表明，聚獒合环氧乙烷底漆附着力≤1，具有较好的附着力。

图3 普通环氧底漆直接涂在铁锈上

图4 环氧渗透底漆渗透效果

图5 聚獒合环氧乙烷渗透底漆渗透效果

2.4 聚獒合环氧乙烷底漆施工

2.4.1 混合

聚獒合环氧乙烷底漆必须按照恰当比例混合。每个组分内所有漆料必须完全混合在一起。混合时，缓慢地把固化剂加到基漆中，同时不断搅拌直至均匀。不要稀释此产品。混合后的漆料可在4h内使用；如果产品变稠，不要加稀释剂，弃置并混合新的漆料。

2.4.2 施工方法和工具

可刷涂、滚涂或常规喷涂。无气喷涂时要用0.009英寸喷嘴和低压力。为了减少过度喷涂，应使用低气压且保持罐内压力为34.48～68.95kPa。滚筒作业应使用干净的1/4～1/2英寸细毛合成纤维滚筒。新滚筒必须用稀释剂浸透并除掉松散的纤维，通常只需要一层漆膜，但对多孔的表面，可能需要两层。不要刷的太厚实，只需一层薄薄的漆膜以完全覆盖和渗透钢材表面。

2.4.3 涂布率

按干膜厚度40μm计，忽略损耗时，涂布率达25m2/L。

推荐漆膜厚度：

干膜：40μm

湿膜：40μm

2.4.4 干燥时间

聚獒合环氧乙烷类低表面处理底漆在25℃和65%，切勿在表面或环境温度低于10℃时施工。湿度条件下需要过夜干燥后才能重涂，低温条件下需延长干燥时间。底材表面温度应不低于10℃。经过一夜固化之后，如果还是黏手，仍可被重涂。重涂需在表干后72h时进行。聚獒合环氧乙烷类低表面处理底漆不同温度下重涂时间见表3。从表3看到，聚獒合环氧乙烷具有足够的工作时间，保证其持续渗透和浸润旧基层的内部，达到填充、润湿、防腐的作用。

表3 聚獒合环氧乙烷类低表面处理底漆重涂时间

3 结语

聚獒合环氧乙烷低表面处理底漆具有优异的环保性能、渗透性能、与基层黏结性能和施工性能，能强化绣钢基底，从而保证涂层的附着力。同时对所有工业环境中的混凝土和砖石表面的渗透、增强、封固，也同样有效。通过渗透、封固结构件的缝隙、接头、拼接部位以及旧漆层来提高油漆维护的效率和效能，延长维护系统的使用寿命，还适用于封固老化的绣锌表面便于重涂。可作为钢结构维修项目低表面处理底漆的优先选择。聚獒合环氧乙烷低表面处理底漆与后续环氧底漆涂层、云母中间漆和聚氨酯面漆等组成的防腐体系也具有非常好的适应性。