环氧封闭底漆与聚氨酯封闭底漆|工业腐蚀与防护

张作华

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[复制链接] 只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2022-07-18

环氧封闭底漆与聚氨酯封闭底漆

赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主张作华

混凝土结构的防腐除了本体材料具有耐腐蚀性能外，主要是通过防腐层体系的抵御作用来实现的，也就是说物理隔离腐蚀介质，从而保护混凝土不受腐蚀的危害。如涂层防腐，玻璃钢防腐，砖板衬里等等，所有混凝土防腐蚀层基层处理都离不开封闭底漆，封闭底漆是保证混凝土防腐蚀体系完整并且实现耐蚀效果的最基础和最关键的构造层。

封闭底漆的作用就是封闭基底，渗透到基材内部结构，堵塞基底中的毛细孔，降低基底中开放孔数量，增多封闭孔数，抑制水分的渗透，使基底对上层涂料的吸收变得均匀，抗碱隔离作用，防止碱分的渗出破坏涂层。对疏松薄弱的基底进行补强作用，加固基底，封闭底漆具有良好的附着力与层间附着力。

混凝土基层处理封闭底漆常用的有环氧封闭底漆，聚氨酯封闭底漆等，以环氧封闭底漆最为代表最为广泛，在聚脲喷涂施工中这两种封闭底漆有时候还可以相互代替使用；但是究竟选择哪一种封闭底漆，还需要根据混凝土本体实际情况决定，如干燥程度，密实度，强度等。

环氧封闭底漆主要有高相对分子质量的环氧树脂，氨基树脂，交联催化剂，溶剂及助剂等组成。环氧树脂具有较多的强极性的羟基及醚键，因此对极性底材有很高的附着力；同时，由于环氧树脂分子链上具有大量的羟基，漆膜固化后成网状的三维结构，具有优异的防腐蚀性能及耐化学品性能。

环氧封闭底漆中的环氧树脂特殊的芳环结构使得其具有很高的硬度，多反应基团形成高交联密度的三维网状结构，因此环氧封闭底漆成膜后不但硬度高，耐磨性能也非常优秀；但是柔韧性能不如聚氨酯封闭底漆。

聚氨酯底漆由聚酯树脂，封闭型异氰酸酯，溶剂和助剂组成。其活性成分主要是封闭型异氰酸酯，带端羟基聚酯树脂，一定温度下氨酯键裂解生成异氰酸酯，与端羟基聚酯树脂反应成膜。涂膜具有极高的伸长率和高弹性，韧性十足，耐蚀性能可以与环氧封闭底漆相当，硬度和耐磨性略差一些。

环氧封闭底漆和聚氨酯封闭底漆耐蚀性能主要受到透氧，透水主要因素的影响。较高的玻璃化温度和交联密度使得环氧封闭底漆防透过性能好，耐蚀性能高。环氧封闭底漆中只有醚键和羟基，两个刚性的苯环和较高的玻璃化温度屏蔽了醚键和羟基，又使得交联密度高，因此耐水性耐化学品性好，不容易皂化，是优良的防腐蚀底涂料。

聚氨酯封闭底漆中含有较多的酯键和氨酯键，氨酯键能够形成非环形或者环形的氢键，酯键的大量存在又使得耐蚀性能不如环氧封闭底漆。

环氧封闭底漆大部分都是双组分涂料，有溶剂型和水性两种类型。溶剂型环氧封闭底漆要求混凝土结构干燥，含水率小于6%；而当混凝土含水率大于6%或者潮湿无明水时，可以使用水性环氧封闭底漆，如上海汉中的水性环氧封闭底漆。黄微波教授及其团队实验研究表明，环境温度低于15℃时不得在潮湿混凝土或者含水率高于6%的基层涂覆水性环氧封闭底漆，黄教授认为温度过低不利于水性环氧封闭底漆的完全固化，固化后的成膜依然含有水分，当上层涂层或者聚脲涂层覆盖时会出现水汽隔离现象，导致涂层间分层脱落缺陷。

聚氨酯封闭底漆有单组分和双组分两类。双组分聚氨酯封闭底漆属于化学反应交联固化，在干燥的混凝土基层施工；而单组分聚氨酯封闭底漆除了能够直接在干燥混凝土基层涂覆，也可以在潮湿无明水的混凝土基层施工，主要是聚氨酯中预聚异氰酸酯与水或者湿气反应交联固化干燥。通过实践，单组分聚氨酯封闭底漆比双组分聚氨酯封闭底漆耐磨性能好。

环氧封闭底漆和聚氨酯封闭底漆耐腐蚀性能都很优秀，总体来看聚氨酯耐蚀性能稍逊于环氧；而户外耐老化性能环氧不及聚氨酯。环氧封闭底漆耐碱性能好于聚氨酯，而耐酸性能不如聚氨酯；而且在干燥速度方面，聚氨酯成膜干燥比环氧快。

有人认为聚氨酯作为水泥混凝土基层封闭底漆，在长期使用过程中会出现过早失效现象，主要是聚氨酯封闭底漆与水泥的皂化原因造成；也有人认为聚氨酯比较惰性，一般不会参与反应。皂化反应是酯基在碱性条件下水解；但是如果长期在潮湿或者有碱性存在的环境下，会逐步分解皂化的，这是个非常缓慢的过程。究竟孰是孰非，必须通过大量的案列实践证明才能确定。

混凝土防水或者防腐蚀施工中经常使用到聚脲，其封闭底漆无外乎就是环氧，聚氨酯或者它们的改性材料，从粘结性能来看环氧比聚氨酯好；但是从与聚脲层间粘结性考虑，基于相似相容原理，聚氨酯比环氧好。根据施工经验，笔者认为油性，水性封闭底漆的使用可以根据混凝土干燥程度决定；但是不建议无溶剂封闭底漆的使用，虽然环保没有VOC产生；但是“锚固”效果和渗透率不高，影响与混凝土的粘结力，导致涂层系统整体脱落可能性增大。当然，随着混凝土封闭底漆的技术发展，既环保又具有高“锚固”高渗透的基层处理底漆会得到大大改善，并且完全能够“干湿”两用，为混凝土基础处理简单化提供优质高性能封闭底漆。

混凝土防腐涂层体系中封闭底漆的优选，需要防腐蚀施工技术人员对混凝土本身品质，含水率及腐蚀介质的综合分析，才能确定具体使用何种底漆方案。任何一种涂料的配套使用必须进行现场小样试验，只有适合的才是最佳的，混凝土封闭底漆亦复如是。无论选择环氧封闭底漆还是聚氨酯封闭底漆，或者它们的改性底漆，性价比永远是第一位要素。这是防腐蚀施工技术人员优选混凝土封闭底漆的依据，平衡两者之间的关系显得十分重要。

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