水性聚脲納米涂層及金屬重防腐領(lǐng)域應(yīng)用案例
2019-03-07 12:34:57
作者：孔凡厚，張宇，滕赟，吳井龍，王佳妮，孫濤，王新 來源：沈陽化工研究院有限公司
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2018年環(huán)保稅全面實(shí)施，傳統(tǒng)溶劑型防腐涂料已不能適應(yīng)新形勢的要求。在水性工業(yè)涂料領(lǐng)域，如何提高產(chǎn)品性能、優(yōu)化產(chǎn)品涂裝、拓展應(yīng)用范圍等成為行業(yè)難題。當(dāng)前，國內(nèi)水性工業(yè)防腐涂料目前基本使用在C3及以下的中等腐蝕環(huán)境，C4及以上腐蝕環(huán)境的重防腐工程領(lǐng)域使用工程案例極少，給水性工業(yè)涂料的推廣應(yīng)用帶來很大困難。
水性納米化重防腐涂料技術(shù)已在化工重防腐管廊等多個(gè)項(xiàng)目推廣應(yīng)用，該技術(shù)大幅提高了環(huán)保型防腐涂料的綜合性能，是國內(nèi)水性涂料領(lǐng)域的最新產(chǎn)業(yè)化品種，達(dá)到了傳統(tǒng)溶劑型重防腐涂料的防腐性能，在推動國內(nèi)涂料“油轉(zhuǎn)水”環(huán)保進(jìn)程方面起到了水性涂料行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)桿示范作用。
涂層適用于鋼材、混凝土等多種底材，表現(xiàn)出了優(yōu)異的防腐性能。產(chǎn)品有不同顏色，耐受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高鹽蝕、耐油蝕、抗污，適用范圍廣。水性聚脲涂料先后應(yīng)用于化工金屬管廊、反應(yīng)釜外壁、反應(yīng)釜內(nèi)襯、濃縮分離塔、中和罐內(nèi)襯、中和釜內(nèi)襯、鹽酸釜外壁等。
水性聚脲涂層應(yīng)用案例
新建化工管廊金屬防腐案
例一，某化工廠管廊新建，施工面積10000m2。腐蝕介質(zhì)：有機(jī)溶劑。車間預(yù)制涂裝，現(xiàn)場組裝構(gòu)架安裝，使用1年完好。采用單組分底漆噴涂+雙組份面漆噴涂。環(huán)保低VOC，罩面光澤度很好，流平性好，加厚度容易，附著力好，硬度相對較好，耐水耐老化，彈性好。
圖1 車間預(yù)制噴涂
圖2 現(xiàn)場組裝架構(gòu)
圖3 現(xiàn)場組裝完成
噴砂結(jié)束后4 h之內(nèi)必須進(jìn)行底漆噴涂，否則該批次個(gè)別鋼需要重新噴砂至SA2.5。噴漆之前的空氣條件要求，相對濕度＜85%，鋼板溫度≥10℃，露點(diǎn)溫度小于鋼板溫度3℃以上。底漆噴涂后需要在干燥后修補(bǔ)厚度及不完美的位置。鋼材背面務(wù)必全部施工底漆結(jié)束后方可下一步程序。面漆涂裝前需經(jīng)過檢驗(yàn)合格方可施工。凹槽位置及難以保證膜厚的位置至少進(jìn)行1遍預(yù)涂，至少50μm。涂料充分熟化后，使用滾筒刷涂，死角使用板刷，甚至彎頭刷。保證膜厚≥100μm，但不能超過300μm。如預(yù)涂膜厚不夠，砂皮處理及清潔后繼續(xù)涂裝至符合規(guī)定；如超過規(guī)定膜厚，那么少量面積可通過打磨使之符合規(guī)定，大量面積時(shí)需重新沖砂處理。
底漆膜厚依賴于涂料的固體含量、稀釋劑稀釋程度、壓力大小、槍嘴型號、工人技能等因素。但根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測100μm底漆膜厚需要工人3次壓槍?，F(xiàn)場環(huán)境受很多因素影響，如3次壓槍仍未達(dá)到膜厚要求，將繼續(xù)壓槍達(dá)到規(guī)定膜厚要求。底漆與面漆清潔采用刮刀處理流掛，100μm以上砂紙?zhí)幚肀砻娌黄秸恢眉肮蔚短幚砗蟮臍埩粑恢?，清潔?biāo)準(zhǔn)3級。正確選擇砂皮紙，目數(shù)正確，使用環(huán)境要良好：如灰，風(fēng)，雨，工人。底漆修補(bǔ)施工，參考干燥曲線，按照干燥最佳時(shí)間進(jìn)行。使用底漆采用機(jī)械攪拌，勿人工攪拌。如手工攪拌，可能造成攪拌不均勻現(xiàn)象，施工后會出現(xiàn)不干狀況。
圖4 濕膜未流平、流掛 圖5 干膜局部有針孔 圖6開放環(huán)境噴涂施工
施工過程若操作不規(guī)范，必然會存在異?，F(xiàn)象：如濕膜未流平、流掛（圖4）、如干膜局部有針孔（圖5）、如管架未經(jīng)噴砂處理，直接噴涂底漆，雙組份噴涂損失量過大。造成異?，F(xiàn)象原因分析可能為：流掛問題是由于雙組份噴涂時(shí)噴槍過近，流平性問題還需調(diào)整配方。工廠地面開放環(huán)境噴涂施工（圖6），針孔由于氣壓過高導(dǎo)致。施工方未對基材進(jìn)行噴砂，底漆有露底生銹處。焊接處銹蝕，吊裝處漆膜破損銹蝕。
維修管廊金屬防腐案
例二，某化工廠管廊二次維修，面積2 000 m2。腐蝕介質(zhì)：有機(jī)溶劑。原涂裝醇酸漆膜，服役時(shí)間1年。采用維修方案：滾涂底漆+雙組份面漆噴涂，使用1年后完好。
圖7 維修前
圖8 維修后
圖9 使用1年后
化工管廊屬于二次維修，涉及高空作業(yè)，施工難度系數(shù)較大。在涂層修補(bǔ)之前，所有底漆表面均應(yīng)進(jìn)行噴砂或手動工具處理以去除表面污染物。局部被油脂污染的區(qū)域應(yīng)根據(jù)SSPC-SP1標(biāo)準(zhǔn)和方法使用合適的清潔劑或溶劑進(jìn)行清洗。
當(dāng)氣溫低于0℃或高于40℃（除特別規(guī)定外）必須采取相應(yīng)措施改善環(huán)境，達(dá)到油漆產(chǎn)品說明書中有關(guān)施工的環(huán)境條件。當(dāng)相對濕度≥85%或表面溫度低于露點(diǎn)3℃時(shí)，不能涂裝施工。特別提醒的是面漆施工，當(dāng)相對濕度在80%以下時(shí)固化效果令人滿意，相對濕度低，涂覆時(shí)和涂覆后出現(xiàn)水汽凝結(jié)，會導(dǎo)致表面失去光澤，如有積水，將導(dǎo)致變色，在深色漆面上和低溫條件下尤其明顯。因此建議面漆施工應(yīng)選擇天氣好的時(shí)候或在車間或防雨棚內(nèi)施工。噴涂時(shí)，噴槍與被涂構(gòu)件的距離控制在30~40cm之間，噴槍應(yīng)與噴涂面垂直。噴槍往復(fù)噴幅應(yīng)控制在0.8~1.0m之間，否則易產(chǎn)生浪費(fèi)或漆霧飛揚(yáng)。
金屬釜外壁防腐
案例三，金屬反應(yīng)釜外壁防護(hù)二次維修，腐蝕介質(zhì)：鹽酸，體積5 m3。采用手工基材處理，噴涂底漆+噴涂面漆，使用1年后完好。同樣條件下，實(shí)驗(yàn)組采用環(huán)氧涂層市面銷售產(chǎn)品，使用1年后銹蝕嚴(yán)重。
圖10 外壁涂覆效果
圖11 使用1年后狀況
圖12 市面涂層1年后狀況
基材處理是防護(hù)關(guān)鍵，大型設(shè)備使用不便，現(xiàn)場使用手工角磨底材處理，將鐵銹徹底除盡后，避免陰雨天氣建議馬上施工底漆，干燥后施工面漆。本案例鹽酸液體存在滴濺，整體腐蝕環(huán)境為鹽酸。噴漆工存在鹽酸液體介質(zhì)滴濺風(fēng)險(xiǎn)，建議做好防護(hù)用品配備。
金屬釜內(nèi)壁防腐
案例四，金屬反應(yīng)釜內(nèi)壁防護(hù)二次維修，腐蝕介質(zhì)：氫氧化鈉，體積30 m3。采用手工基材處理，滾涂底漆+滾涂面漆（圖13），使用1年后完好。
水性聚脲納米涂層較傳統(tǒng)環(huán)氧玻璃鋼施工工藝簡單、施工周期短、成膜快、附著力高，耐高強(qiáng)度、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽、工業(yè)廢水、生活污水、海水、各類溶劑。傳統(tǒng)環(huán)氧玻璃鋼易受點(diǎn)蝕，腐蝕介質(zhì)進(jìn)入界面處，金屬腐蝕成氧化皮，容易鼓泡造成環(huán)氧玻璃鋼成片脫落（圖14）。
圖13 釜內(nèi)壁防腐涂覆效果
圖14 環(huán)氧玻璃鋼腐蝕成片脫落
結(jié)語
該涂料2018年在遼寧省得到大范圍推廣使用，先后應(yīng)用于新建化工金屬管廊、維修金屬管廊、金屬釜外壁、金屬釜內(nèi)壁、中和塔內(nèi)外壁、濃縮分離塔內(nèi)壁、防腐池及生化池、生產(chǎn)車間地坪等，防腐防護(hù)性能突出，得到客戶認(rèn)可。涂層適于噴涂、滾涂等多種施工方式，同時(shí)超強(qiáng)防腐性能成為行業(yè)新寵。水性涂層應(yīng)用于重防腐領(lǐng)域已經(jīng)初步得到客戶認(rèn)可，將推動行業(yè)創(chuàng)新綠色發(fā)展。
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