[公告] 每日更新20241114《玻璃钢衬里防腐》（实战全集之第陆卷第14章）

偶联剂按其分子构成可分为：①硅烷偶联剂，用于许多无机填料，其中在含硅酸成分多的玻璃纤维、石英粉及白碳黑中效果最好，在陶土和水合氧化铝中次之，对不含游离水的碳酸钙效果欠佳；②钛酸酯偶联剂，与硅完系偶联剂相比，钛酸酯偶联剂具有价格便宜、使用范围广、多功能性等许多独特的优点。钛酸酯用量很少，却能赋予涂料各种功能，以满足各方阶性能要求。它既是偶联剂，又兼有分散剂、润湿剂、粘结促进剂、固化催化剂、交联剂、防锈剂和阻燃剂等多种功效；③铝酸酯偶联剂；④脂肪酸氯化铬络合物偶联剂；⑤含磷化合物偶联剂。

        环氧树脂用主要的偶联剂有：甲基丙烯酸氯化铬盐偶联剂(VN)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧硅烷偶联剂(KH-570)、N，N，双（β羟乙基）-γ胺基丙基三乙氧基硅烷偶联剂(GC-2)、苯胺基甲撑三乙氧基硅烷偶联剂(ND-42)、γ-(二乙基三胺)丙基三乙氧基硅烷偶联剂(B-201)、二乙烯三胺甲基三乙氧基甲基硅烷偶联剂、异丙氧基三（磷酸二辛酯）钛酸酯偶联剂(TTOP-12)。

在选用偶联剂时，主要由偶联剂中所含的两个性质不同的基团对被粘物表面及胶液本身的作用情况来决定。如X为氨基时，可以加入到环氧树脂等胶粘剂但不可用于聚酯胶。对于R基团也同样要有选择，如R为无反应性基团的烷基或芳基时，对环氧树脂仅起物理作用。选用时还要注意价格与稳定性，以达到更好效果。

5.3.10.2 着色剂

颜料的体积分数（PVC）和临界体积分数（CPVC），对涂料的性能有重要的影响，PVC表达式为：PVC =颜料的体积/(颜料的体积+固体基料的体积)*100%

式中的固体基料是指环氧涂料中不挥发的成分。涂料和涂膜的许多性能随PVC的变化而逐渐发生变化，当PVC超过某一特定数值时，这些性能会发生突变，这一特定的PVC值称为临界颜料体积分数（CPVC），是涂料配方中的一个重要参数，其物理意义为：当达到CPVC时，涂膜中的颜料正好被涂料中的树脂基料所包围和润湿；当PVC低于CPVC时，基料的数量除了包围、润湿颜料外还有多余；而当PVC高于CPVC时，则涂膜中的基料数量不足以包围和润湿所有的颜料，因此必有部分颜料在涂膜中较疏松的存在，这也说明当PVC值超过CPVC值时，涂膜的一些物理性能会发生急剧的变化。通常，平光涂料的PVC>40%、半光的PVC为20%～40%、有光涂料的PVC<20%。环氧涂料常用的着色颜料如下：①氧化铁红，良好的耐久性，耐化学性和耐热性，好的着色力，但色相发暗；②镉红，好的耐久性、耐光性、耐热性和耐化学性，优良的着色性能；③钛白粉，优良的不透明性和遮盖力，好的耐久性、耐光性、耐化学性和耐热性，分金红石型和锐钛型两种，后者易粉化；④氧化铁黑，好的耐久性、着色力和耐化学性；⑤炭黑，好的耐热和着色力。

环氧涂料常用的保护颜料如下：①磷酸锌，无毒，白色但遮盖力差，好的耐久性和耐化学性，优良的耐蚀性最佳的是带2个结晶水结构的；②锌粉，耐蚀和电导性好，可保护基体不腐蚀；③三磷酸铝，优良的耐蚀性和对铁的钝化性。环氧涂料常用的功能性颜料如下：①石墨，提高耐热性、导电性和对金属的保护性，改善润滑性和耐磨性；②氧化锌，提供杀菌和防霉性，提高耐久性和耐紫外光性，改善在氧化介质的硬度和耐磨性；③氧化亚铜，提供耐污性能；④有机锡化合物，提供耐污性能；⑤氧化锑，提供耐火性；⑥铝粉或片，提高耐热性。

环氧涂料常用的体质颜料（填料）如下：①硫酸钡，好的耐化学和耐温性，改善力学性能等；②滑石粉，好的耐热和耐化学性；③石英粉，好的耐化学和耐温性，增加耐磨和耐久性；④碳酸镁，提供好的耐碱性，增强韧性和抗冲性。根据涂料用途不同，颜料、填料的种类和用量也有所不同。在底漆中，主要是保护颜料，其次是体质颜料，环氧胶液与颜料质量比为1∶(1.5～2.5)；中间漆里，主要是体质颜料，环氧胶液与颜料质量比为1∶(1.5～2.5)；面漆必须有较高的遮盖力，主要是着色颜料，其次是体质颜料，着色颜料与体质颜料质量比为1∶(0.5～1.0)。

5.3.10.3 润湿分散剂

润湿分散剂用于促进基料对颜料的润湿及分散。颜料良好的润湿分散，是配漆的重要部分。

颜料分散从机理上可分为三部分：①湿润，树脂溶剂取代颜料表面的空气；②分散，利用机械能量以高剪切力将颜料聚集体分散为单独粒子；③稳定，已分散的颜料粒子保持分散状态，不出现絮凝、反粗现象。

上述三部分中又以稳定最重要。若颜料分散后不稳定，将出现诸如光泽不良、沉淀、浮色发花等弊病。润湿分散剂的功用主要在于稳定，同时对湿润及分散亦有效用。

溶剂型环氧涂料所用润湿分散剂主要为长链多氨基酰胺和高分子酸酯的盐，如BYK公司生产的DISPER BYK-163，对环氧高固体分涂料有非常好的润湿分散作用。按颜料量计算，有机颜料使用量为1.0%～5.0%；无机颜料为0.2%～2.0%；总漆量的0.1%～1.0%；浙江临安化工厂生产的 CP-88（一种磷酸酯盐）在涂料中使用除具有润湿作用外，还具有良好的防沉效果。无机颜料用量为0.3%～0.8%，总漆量的0.2%～0.5%。

更多的润湿分散剂介绍可以参见BYK资料或上海深竹化工科技有限相关资料。

5.3.10.4 消泡剂

消泡剂可防止涂料在生产过程、包装及施工时产生气泡而影响研磨效率，或涂料及浇注料固化后表面留有气泡之问题。一般来说，消泡剂之功效在于“不相容性”，达到消泡效果。

首先要明确的是没有通用消泡剂，也就是说没有万能消泡剂。

选择消泡剂时应注意：①消泡剂的表面张力要小于胶液的表面张力；②溶剂对消泡剂的溶解度越小越好；③消泡剂在胶液中要有良好的分散性；④消泡剂不应与胶液中的成分发生反应；⑤消泡剂应有较高的渗透、扩散系数；⑥消泡剂不应影响最后产品性能；⑦消泡剂不应有异味；⑧价格。

消泡剂在使用时应注意：①环氧乳液中消泡剂的一般用量（质量分数）为0.01%～0.3%；②消泡剂即使不分层，使用前也应适当搅拌一下比较好；③在胶液或乳液搅拌情况下加入消泡剂。

目前，我国最常用的消泡剂主要有低相对分子质量醇类、磷酸酯类、乳化硅油类以及复合型等4类。

低相对分子质量醇类消泡剂通常为3～12个碳原子的醇类物质，例如1-丁醇、1，2-丙二醇、1-辛醇和松油醇等。这类消泡剂的特点是价格不高，但消泡效果不好，用量较大，一般需2%～5%，而且有些醇类（例如辛醇）有较难闻的气味，不利于劳动保护，目前作为消泡剂使用已逐步淘汰。

磷酸酯类的最典型品种是磷酸三丁酯，低毒，消泡效果十分明显，用量一般为涂料总量的0.005%～0.01%。磷酸三丁酯作为消泡剂使用的缺点是抑制泡沫产生的能力较差，因而在加入后不能再强烈搅拌，否则泡沫还会重新产生。

乳化硅油类是低分子量的有机硅乳液聚合物，常用的是乳化甲基硅油和乳化苯甲基硅油。无毒无嗅，挥发性很小，价格昂贵，消泡效果显著，用量一般为乳液量的0.05%。缺点是使用不当会引起涂膜的附着力下降和再涂性变差等。

复合型消泡剂的典型代表是SPA-102和SPA-202。SPA-102消泡剂的组成是醚酯化合物和有机磷酸盐等为基础的复合型消泡剂。该消泡剂能有效地消除低粘度的乳液涂料生产过程或施工过程中产生的泡沫，没有其他消泡剂用量过量时产生的缩孔（“油缩”）现象，也无其他不良副作用。SPA-202消泡剂的主要成分是硅、酯、乳化剂等复合型的消泡剂，消泡效果同SPA-102基本相似。

国产溶剂型涂料用消泡剂在市场上还比较少见，上海涂料研究所已研制出一些产品，还有台湾德谦公司的产品可供选用。现在多数使用国外公司的产品，主要有德国Henkel公司、Tego公司、荷兰EFKA公司和德国BYK公司。其中德国Henkel化学公司生产的PerenolE1、E2、E3都是非硅系列的消泡剂。它与树脂的混容性有限，能快速迁移至漆膜表面，因表面张力较低，所以破泡性好，若将其与该公司生产的流平剂PerenolF40配合使用，会收到流平和消泡的双重效果，最使人感兴趣的是不易出现副作用。PerenolF40的用量为漆量的0.3%～0.5%（先加），搅拌均匀后再加PerenolE1（为漆量的0.1%～0.5%），搅拌均匀即可。

5.3.10.5 乳化剂

环氧树脂的各种特性，如粘结力、耐化学品性能、机械性能以及电绝缘性能等，在溶剂型环氧涂料中得到充分体现。但是，由于溶剂型环氧涂料含有大量有机溶剂，在固化成膜过程中，这些溶剂的挥发，给环境造成污染并危害人体健康，而且有机溶剂为易燃液体，涂料在施工或贮运过程中容易造成燃爆事故，因此，水分散性环氧涂料得到了迅速发展。

水分散性环氧涂料主要形态是乳化液，通过乳化剂使之分散于水成为稳定的乳化液。环氧乳液以及由它配置的各类涂料的性能在很大程度上取决于配方中乳化剂。

乳化剂属表面活性剂，在它们的分子中含有两类性质截然不同的部分，亲水或疏油的极性基团与亲油或疏水的非极性基团。目前常用的乳化剂可分为离子型乳化剂和非离子型乳化剂两大类。前者又分为阴离子型、阳离子型和两性离子型乳化剂三类，主要依据其分子结构中亲水基团在水溶液中解离时产生的电荷而划分；后者则又有醚型、酯型和其他类型三种。

乳化剂的选用根据实践经验可归纳为以下几点：

（1）选择与被乳化物质结构相类似的品种，以增强乳化效果，而且乳化剂若能溶于该物质则亦会提高乳化效果。

（2）在乳液聚合时最好用与单体有更大增溶能力的品种，且不应干扰聚合反应并有良好的聚合稳定性和贮存稳定性。

（3）其来源应丰富，价格低廉，无毒，属非危险品。

环氧树脂不溶于水，而溶于苯、酮等有机溶剂中，具有亲油性。非离子型乳化剂烷基酚聚环氧乙烷常用作为环氧树脂的乳化剂，它含有憎水基烷基酚及亲水基聚环氧乙烷。

聚环氧乙烷在水中，分子中醚键的氧原子与水中的氢原子以微弱的化学力结合成氢键而增大在水中的溶解性。当聚环氧乙烷分子在水中成曲折型时，亲水性的氧原子在链的外侧，而憎水性的-CH2-CH2-基曲折在里侧。从整个链来看，链周围似乎都是氧原子，容易和水结合，整个链是亲水基而呈现出较大的亲水性。当环氧树脂和水加在一起时，两者不相溶分成两层，加入烷基酚聚环氧乙烷时，亲水基溶于水，憎水基溶于环氧树脂，搅拌后使环氧树脂成为微粒分散于水中，成为稳定的环氧树脂乳液。

用于环氧树脂的乳化剂主要有：①聚氧乙烯烷基酚缩合物类，如聚氧乙烯烷基酚醚；②聚氧乙烯脂肪醇缩合物类，如脂肪醇环氧乙烷缩合物；③聚氧乙烯蓖麻油缩合物，如蓖麻油环氧乙烷缩合物。

5.4 现场施工环氧树脂固化配方及控制方法

5.4.1 耐蚀环氧树脂材料的施工准备

施工准备工作是全面质量管理最重要的一环。其具体内容包括：原材料的准备、施工现场察看、施工机具的安排、技术准备等。

（1）原材料 原材料进场后，必须检查其规格、质量是否符合要求。对环氧树脂应根据出厂说明确定是否在有效期内，如无说明时应进行检验，合格后才能使用。对其他辅助材料应根据实际情况，进行必要的分析化验。上述原材料和配好的复合材料均需加盖贮存于阴凉干燥库房内，并标明材料名称、性能等有关参数。同时注意防火、防晒、防毒、防爆、防高温等事项。

（2）玻璃布的脱蜡处理  目前市面上的玻璃纤维增强材料基本都已经非常成熟，直接使用即可，无需额外脱蜡处理。真遇到需要处理的，一般采用机械或人工传动的连续热处理炉进行。热处理条件为300℃～500℃，时间为2min～4min，处理后的玻璃布外观为金黄色，润滑剂的残余量一般不超过0.2%。当不具备连续热处理条件而在固定式设备上处理时，处理温度要控制得低一些，一般在280℃左右，经恒温15min～25min。脱蜡后放于干燥处备用。如有条件最好根据结构尺寸，将布裁成所需长度卷好，但一般不宜太长、太宽、不宜折叠，以免产生皱纹，影响玻璃钢质量。

（3）施工环境及现场查看  施工前，有关人员应当察看现场、了解环境情况。一般环境温度以15℃～25℃为宜，相对湿度不应大于80%。温度低于5℃，应采取加热保温措施，但不得用明火、蒸汽等直接加热升温，最好采用暖气或热风。在室外施工时应搭设棚盖，以防雨、防晒、防风沙。在室内也应采取措施防止灰砂污染并注意通风。

（4）施工机具  根据防腐蚀工程的不同类型，施工过程需要用到的机具视情况而定。下面所列的施工设备、机具可供选择。环氧树脂胶泥、胶料制备及施工一般工具有：台秤、天平、烧杯、塑料漏斗、软塑料桶、塑料靠尺、塑料灰板、软塑料刮板、砂浆机、量杯、20L铁桶、排风扇。

（5）技术准备 根据工程的防腐蚀要求和施工条件选择原材料和合适的施工配合比。在无专业防腐蚀施工队伍时，应编好施工方案，作好技术交底和技术培训工作。同时，为避免盲目性。加快工程进度，有序组织生产，必须预先编排好施工管理网络图表。

5.4.2 基层要求及处理方法

5.4.2.1 基层要求

（1）对水泥砂浆或混凝土基层面的要求

①基层应密实，不得有裂纹、脱皮、麻面、起砂、空鼓等现象。强度应经过检测并应符合设计要求，不得有地下水渗漏、不均匀沉陷，混凝土基层或水泥砂浆找平层须坚固、密实、有足够强度 （水泥砂浆配合比一般以1∶2～3为宜）。

②在20mm深的厚度层含水率不应大于6%。

③基层的表面平整度，应采用2m靠尺检查。当防腐蚀层厚度不小于5mm时，允许空隙不应大于4mm；当防腐蚀层厚度小于5mm时，允许空隙不应大于2mm。

④基层坡度应符合设计要求。

⑤浇筑混凝土时宜采用清水模板，当采用钢模板时选用的脱模剂不应污染基层。

⑥当在混凝土基层或水泥砂浆找平层表面进行块材铺砌施工时，基层的阻阳角应做成直角，进行玻璃钢或其他类型防腐蚀施工时，基层的阴阳角应做成斜面或圆角，其半径为30mm～50mm。

⑦经过养护的基层表面，不得有白色析出物。经过养护的找平层表面不得出现裂纹、脱皮、麻面、起砂、空鼓等缺陷。

⑧施工前应将基层表面的浮灰、水泥渣及疏松部位清理干净。有污染的部位先用溶剂擦去油污，待干燥后做下道施工。

⑨在混凝土基层或水泥砂浆上第一道可用树脂打底料打底，自然固化不少于24h。

⑩水泥表面已碳化时可不加设隔离层。凡穿过防腐层的管道、套管、预留孔、预埋件，均应预先埋置或留设。

（2）对钢及金属基层表面的要求

①钢结构的安装工程已完成并通过验收。

②钢及金属基层表面应平整、洁净，不得有焊渣、焊疤、毛刺、铁锈、油污等缺陷。

③焊缝应饱满，不得有气孔、夹渣等缺陷。阳角的圆弧半径不宜小于3mm。

④经过处理的金属基层表面，应及时刷涂底漆，间隔时间不应超过8h。

（3）木质基层表面应干燥、平整、光滑和无树脂。

更多基材处理的详细阐述，可以参见《第壹卷 腐蚀与防护基础知识》之《第5章 表面清理、广义基材处理、附着力》。

5.4.2.2 处理方法

（1）防腐蚀构造层与基层表面粗糙度要求

（2）混凝土基层处理方法

②混凝土基层表面处理应符合下列规定：a.采用手工或动力工具打磨后，基层表面应无水泥渣和疏松的附着物；b.采用抛丸、喷砂或高压射流后，基层表面应形成均匀粗糙面；c.采用机械研磨后，基层表面应平整；d.处理后的基层表面应清理干净。

③已被油脂、化学品污染的混凝土基层表面或改建、扩建工程中已被侵蚀的疏松基层，应进行表面处理，处理方法应符合下列规定：a.当基层表而被介质侵蚀，呈疏松状，宜采用高压射流、喷砂或机械洗刨、凿毛处理；b.当表面不平整时，宜采用细石混凝土、树脂砂浆或聚合物水泥砂浆进行修补，养护后应按新的基层进行处理。

④凡穿过防腐蚀层的管道、套管、预留孔、预埋件，均应预先埋置或留设。

⑤整体防腐蚀构造基层表面不宜做找平处理。当必须进行找平处理时，处理方法应符合下列规定：a.当找平层厚度不小于30mm时，宜采用细石混凝土找平，强度等级不应小于C30；b.当找平层厚度小于30mm时，宜采用聚合物水泥砂浆或树脂砂浆找平。

（3）钢结构基层处理方法

①钢结构表面处理可采用喷射或抛射、手工或动力工具、高压射流等处理方法。

②喷射或抛射处理等级、手工或动力工具处理等级均应符合现行国家标准《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第一部分 未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》GB/T 8923.1的有关规定。

③高压射流表面处理质量应符合下列规定：a.钢材表面应无可见的油脂和污垢，且氧化皮、铁锈和涂料涂层等附着物已清除，底材显露部分的表面应具有金属光泽；b.高压射流处理的钢材表面经干燥处理后4h内应涂刷底层涂料。

④已处理的钢结构表面不得再次污染，当受到二次污染时，应再次进行表面处理。

⑤经过处理的钢结构基面应及时涂刷底层涂料，间隔时间不应超过5h。

（4）木质基层处理方法

①木质基层表面应干净。

②木质基层应干燥，含水率不应大于15%。

5.4.3 参考配合比及配制工艺

树脂类防腐蚀工程由于涉及到的材料较多，因此必须重视材料的配制工艺，同时认真掌握好各类材料的不同配合比例，这样才能保证质量。

环氧树脂类胶料、胶泥和砂浆的配合比 环氧树脂类材料在不同的使用范围，针对不同的使用对象，采用的构造具有很大的区别，各个构造层的配合比例见表5.4.3。

环氧树脂类胶料、胶泥和砂浆的配制工艺要点如下。

①环氧树脂胶料配制  按配合比将稀释剂加入环氧树脂中（冬季气温较低时，可将环氧树脂预热到40℃左右），搅拌均匀后冷却至室温待用。环氧树脂最好按比例稀释后送到现场。使用时称取定量环氧树脂液，加入固化剂搅拌均匀即制成环氧树脂胶料。配制玻璃钢底涂料时，可在未加入固化剂前再加一些稀释剂。

②环氧树脂胶泥配制  称取一定量环氧树脂胶料，搅拌均匀后加入粉料，再进行搅拌，就配制成胶泥。如固化速度快或初凝期短，也可在环氧树脂中先加粉料拌匀，使用前再加固化剂。配制面层料时则应少加或不加粉料。需做彩色面层时，再在面层料中加入一定量的无机颜料或有机颜料色浆。

③环氧树脂砂浆的配制  称取一定量环氧树脂胶料，搅拌均匀后按一定级配加入细 （粗）骨料，再进行搅拌，就配制成砂浆。如固化速度快或初凝期短，也可在环氧树脂中先加骨料拌匀，使用前再加固化剂。

④注意事项  树脂和固化剂的作用是放热反应，配制量过大不易散热，因此，胶液切不要大量配制，每次依施工进度定，随配随用，在初凝期（一般为30min～45min）内用完。固化剂要逐渐倾入，不断搅拌。如发现胶液温度过高，可将配料桶放入冷水器中冷却，防止局部过热固化。固体固化剂应先进行粉碎，与粉料混匀或用溶剂溶解备用。当选用毒性较大的乙二胺固化剂时，可将乙二胺与丙酮（1∶1）预先配成溶液后使用。