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无溶剂型环氧防腐涂料

简介

    为适应环保的要求,无溶剂环氧涂料在发达国家使用较多,在国内的应用实例较少,市场上除应用于涂料工业的传统油性涂料、酚醛树脂涂料和醇酸树脂涂料外,又发展出了各种高性能的环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料以及无机锌涂料等,但是这些类涂料中都含有大量的有机溶剂,不符合环境保护的要求。为减少有害物质、保护环境,大阪涂料公司根据这一要求,开发出系列无溶剂环氧涂料,适用于特种环境下的重防腐涂装。如:

1造船工业

由于环氧树脂类涂料具有优异的防腐蚀性能,因此造船工业中使用的涂料85%以上爲环氧涂料,有些船舶几乎全部采用环氧涂料。环氧树脂涂料是造船工业中用量最大、用途最广的一种涂料,但是在普通环氧树脂涂料中含有大量的有机溶剂,如果能选用一种既适合造船工业,又对环境保护有利的环氧涂料,无疑是对环境保护的一种贡献,也有利于今后的发展

2各种贮罐内壁

如贮油罐,饮用水罐,贮气罐等,空间相对密闭,维修作业时需停止使用,所以要求的较长的防腐年限,采用无溶剂环氧涂料可以满足这方面要求。

3管道补口

对于地下管道,特别是采用环氧熔结防腐粉末涂装的地下管道,采用无溶剂环氧涂料补被证明是一种行之有效的口方法,其涂层性能完全可与原熔结环氧粉末涂层相媲美。
     目前在国内,无溶剂环氧漆还未能得到广泛应用,这可能是我国对环保要求与发达国家有一些差距有关。据了解,无溶剂环氧在欧美发达国家和新加坡使用较多,而在其他地区,甚至日本、韩国等国家相对较少,其原因与各个国家对环保的要求有关。无溶剂环氧相对于普通的环氧漆来讲,施工工艺上是有不同的要求和相对严格的施工条件,对于传统的涂装工艺要有一些改善才能适应。无溶剂环氧涂料的基本特性:无溶剂环氧涂料有抵抗腐蚀、抵抗化学物品和溶剂、防止摩擦方面的性能是很好的。对经过良好处理的表面附着力很强,用喷砂处理到Sa2.5级的处理方法被证明是很好的方法。一般来说喷砂的标准越高,涂层系统的防护性越强。使用无溶剂环氧能节约成本并産生非常可观的经济效益和环保效应。首先,在4-5年内花费于涂料保养上的费用可以大大节省。其次,与传统防锈漆相比,无溶剂环氧漆在经过较长的使用期后,仍能保持较好的表面外观。再次,由于涂料的固体含量几乎高达100%,相对可以节省涂装的工作时间。因此对于造船施工来讲可以节省人工,从而节省开支。例如总厚度400μm的涂层膜厚要求,对于低固体分含量的油漆来说,最起码需要5道涂层才能达到规定的膜厚,但对于无溶剂环氧来说,只需要2道200μm的膜厚即可。所以,尽管无溶剂环氧涂料的单价比较高,但每m2所耗的费用比反而比较低。

      另外,由于无溶剂环氧涂料与其他産品的最大区别,无论在熟化或者应用时都不需要溶剂或水,低粘度的胺固化剂、液态的环氧树脂和顔料结合形成的涂层具有非同一般的特性。

1.1 边缘覆盖性
      无溶剂环氧涂层对没有处理过的钢板边缘具有强大的覆盖能力,比溶剂型环氧漆效果更好。

2.2 不收缩──无伸长力
     不含溶剂的环氧在熟化过程中不收缩,涂层在干燥以后没有伸长,这是无溶剂环氧涂层经久耐用的主要特点。溶剂型的环氧涂层在干燥时,由于溶剂挥发会导致破裂,而无溶剂环氧的不收缩性使其在遇到不平钢板时,不易发生裂纹。

2.3 施工的安全性
      由于普通溶剂型环氧漆含有超过40%以上的可挥发性有机溶剂,即使是厚浆型的环氧漆,可挥发的有机物含量(VOC)也有20%以上。大量存在的有机溶剂,给涂料使用中带来了大量的安全、卫生和环保问题。仅以在溶剂型环氧漆中存在最多的二甲苯和醋酸丁酯为例,它们的闪点分别是17℃和22℃,爆炸极限爲1%──7.6%和1.2%──15%,在造船生産中存在着大量的明火作业,因此涂装施工时必须避开明火作业,或者等涂装作业完,测爆合格后再进行,而停止明火作业的时间取决于溶剂挥发过程的长短和通风条件。使用无溶剂环氧漆由于挥发性溶剂很少,可大大减少这个时间过程,给造船厂的生产安排带来便利。另外,有机溶剂多数是有毒有害物质,对人体均有不同的毒害作用,为了保证施工人员的身体健康,必须限制其在空气中的含量。还以上述两种溶剂爲例,按卫生标准,它们在空气中的最大允许含量爲435mg/m3和710mg/m3,在涂料中有机溶剂含量越高,需要补充新鲜空气的量也越多,即要求通风量越大。对于船舶的封闭舱室更为突出,使用无溶剂环氧漆就意味着可以减少这部分通风量。

2.4 环保性
     必须强调的是使用无溶剂环氧涂料最突出的优点,能够减少有机溶剂挥发对空气的污染。当前世界各国对环境的要求越来越高,尤其是一些发达国家,对涂料中的挥发性有机物的含量(VOC)均给予了限制,对挥发性有机物的排放也给予了限制。当前欧美发达国家对造船业使用的涂料有严格的VOC规定,相信不久的将来其他国家也会有更严格的规定。我国作为一个发展中国家,爲了赶超世界先进水平,走可持续发展的道路,避免少走先污染后治理的弯路,提高我们的环保要求,这一点在我国的“大气污染综合排放标准”中就有体现。对原有污染源和新污染源的排放标准以二甲苯爲例,从90mg/m3提高到70mg/m3,这也说明我国政府越来越重视环境保护。因此严格限制涂料中的VOC,以至最大程度的减少对环境的破坏,达到零排放将是今后的方向。在重防腐涂料中,涂料的无溶剂化、水性化都将是未来的发展方向,而无溶剂环氧涂料在当前条件下更具有实用性

无溶剂环氧涂料的应用

3.1 粘度的变化
由于使用的无溶剂涂料是一种不含溶剂无焦油的环氧涂料,漆固体分含量高达95%以上,粘度较高,这对喷涂设备提高了较高的要求。以往产品使用的传统有空气喷涂工艺及老的无空气喷漆泵,根本不能将此涂料正常喷出,所以添置了压力比更高的新型喷漆泵。但在施工过程中,由于它不含溶剂,其干燥、固化过程中不是靠溶剂的挥发,而完全依赖于自身的固化反应,其反应过程较快,且受温度影响较大,因此,双组份混合后具有较短的使用期。虽然涂料的使用期可以通过配方中固化剂的选用进行调整,但仍然增加了施工的难度。为解决这一难题,可以采取了以下措施。

a.       无溶剂涂料选购时应注意使用时的环境温度,在0℃以下时,环氧涂料固化反应基本停止,在此种环境下不适宜选用环氧涂料;20℃以下时,建议选用冬用型无溶剂环氧涂料;20℃以上时,选用夏用型无溶剂型环氧涂料。

b.       涂料配制时必须考虑在使用期内的施工能力,在这段时间内能用完多少就配多少,以免配料太多来不及用而导致凝胶浪费。

c.       如采用喷涂方式施工,宜选用压力比大的无空气喷泵,提高输出流体总压力,选用合适口径的喷嘴,适当的喷嘴管长度。 另外,冬季施工由于温度较低,油漆的粘度增加,按以往的经验是用增加稀释剂的方法来降低粘度,但在使用无溶剂环氧时,如果仅依靠这种方法将失去使用无溶剂环氧的意义。因此在使用过程中尽量将油漆存放在室内,在现场把油漆预先放置在集装箱内保持温度,使涂料本身的温度尽量不低于15℃,以提高涂料的温度来降低粘度,达到能喷涂的要求,并且适当的提高涂料泵的压力,尽量缩短喷漆皮管的长度,以使涂料能正常的喷涂。

如采用辊涂或刷涂方式施工,对于平面来说可能超出设计厚度,对于立面要防止出现流挂现象,应采用硬的刷子或短毛辊筒用力,尽量不要涂得太厚,涂膜厚度控制在400微米以内,以防流挂现象发生。

3.2 表面处理要求较高
     在无溶剂环氧涂料的施工中,这种涂料对表面处理的要求较高。它必须要冲砂至Sa2.5级,并且在施工前要除去全部的油脂及其它脏物。对于油脂和污染物的清洁更为敏感,有时甚至超过对除锈质量的要求。因为发现在施工中局部除锈低于Sa2.5级,只要能达到St3级时,仍不会出现不良反应。假如表面处理清洁不当,去油污不干净时,无溶剂环氧漆的涂层就会像可剥性涂层那样整层被剥离下来。所以,施工中应特别注意物件的表面清洁,必须加强除锈后的清洁度检查。

3.3 对环境条件要求极高
     作为一种高性能的涂料,无溶剂环氧不可避免地要求有极高的表面处理要求和极其严格的外界环境条件。在具体的施工过程中,也发现,只要在施工时,湿度较高(低于85%,但高于80%)或通风条件不佳,如风机风量不够或舱室客观条件限制通风量,或在清洁不够的舱室中施工,不可避免地都会産生涂膜间结合力差的问题。施工人员不应在这方面存在侥幸心理,在使用此类涂料时,应严格检查相对湿度(最好80%以下)和温度(最好5℃以上),加强通风量,严格保证清洁度。

无溶剂环氧涂料的特点

4.1成膜厚、不易产生裂纹
    无溶剂环氧具有一次性成膜较厚、边缘覆盖性好、涂层收缩小、内应力较小不易产生裂纹、有机物挥发少,对环保有利等特点。

4.2 减少涂料消耗量
无溶剂环氧的施工,爲工厂节约了涂装的生産周期,减少了涂料消耗量,工厂节约了成本,提高了效率。由于无溶剂环氧的无挥发性或极少挥发性,其高固体含量及一次成膜较厚的特点,可以在相同膜厚度情况下减少材料使用量。相对于溶剂型涂料而言,单位面积的涂料消耗可以减少,并且由于一次成膜厚度极高,可以减少施工时间。因此虽然无溶剂环氧涂料价格要比一般的环氧涂料高,但每m2所耗的综合费用却并不高。

4.3 利于环保
无溶剂环氧涂料的使用,减少了有机挥发物的排放,对于个人防护、防火、防爆等安全也起到了无可估量的作用。由于无溶剂环氧涂料含极少量或不含挥发性的溶剂,如集装箱船使用的这种无溶剂环氧涂料只含不足5%的溶剂,它能减少溶剂挥发对空气的污染。无溶剂环氧涂料使我们造船业执行VOC的安全标准方面起到了很大的作用。现在美国、丹麦和法国都有严格的VOC规定,相信在不远的将来,对环保日益重视的中国也必将制定出严格的VOC规定,届时,无溶剂环氧涂料在中国的大量使用是不可避免的。另外,无溶剂环氧的另一个优点,有利于油漆工人。对他们来说,船舱内油漆工程中发生爆炸的可能性大大减少,从而加强油漆施工过程的安全性。

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