[原创] 无溶剂环氧涂料的防腐应用

无溶剂环氧涂料是以环氧树脂或改性环氧树脂为主要成膜物质的双组分液体材料。组分一是树脂基料及添加剂；组分二是固化剂及添加剂。混合后涂料的固体含量在95%以上，甚至达到了100%，也就是不含任何稀释剂。因此，无溶剂环氧涂料是一种友好型环保涂料的典型代表，广泛应用于任何有VOC限制的防腐涂装领域。

传统的防腐蚀涂料中含有大量的有机溶剂，不符合环保要求，如普通的溶剂型环氧涂料含有超过40%以上的挥发性有机溶剂；即使厚浆型的环氧涂料也含有20%以上的挥发性有机溶剂。大量的挥发性溶剂的存在给防腐蚀施工带来极大的安全隐患；并且危害施工人员的身体健康，造成环境污染。为了减少危害的产生，防腐施工时必须采取有效的通风措施，特别是在有限空间作业时需要补充大量的新鲜空气保证足够的气体置换所需通风量，目的除了环保和健康因素外，重要的一点就是杜绝安全事故的发生。例如溶剂型环氧涂料中存在比较多的就是二甲苯和醋酸丁酯，它们的闪点为17℃和22℃，爆炸极限为1%-7.6%和1.2%-15%，良好的通风能够排出这些挥发性溶剂，避免易燃易爆事故的发生，最大限度的降低事故率。无溶剂环氧涂料正好与溶剂型环氧涂料相反，不产生VOC，不危害施工人员健康，有限空间作业可以极大的减小新风置换所需通风量，具有较高的施工安全保障。



无溶剂环氧涂料理化性能中实测附着力1-2级，阴极剥离≤6㎜，粘结强度≥25MPa，耐磨性公斤千转≤100㎎，体积电阻率欧姆·毫米≥1×10^13，，能够耐中性盐雾1000h，10%硫酸，10%氢氧化钠,3.5%氯化钠，饱和等质量碳酸镁和碳酸钙溶液；耐原油，汽油，航空煤油等油品耐淡水，海水，耐磨并且长期在重防腐介质中适用于80℃以下的温度。根据这些性能，无溶剂环氧涂料在埋地管道防腐，油罐内壁防腐，船舶压载舱防腐，热煨弯头补口，粮仓内壁防腐，泡菜池防腐，饮用水仓防腐（涂装后用清水浸泡7天后，冲洗3次后才可以贮存饮用水和食品等卫生产品），混凝土防腐，环氧地坪防腐，污水池防腐，消防水箱内壁防腐等领域大量应用。实际应用中，可以根据腐蚀介质情况可以选择不同涂层厚度的无溶剂环氧涂料，在GB/T31361-2015《无溶剂环氧液体涂料的防腐蚀涂装》中分为3个级别，普通级最小厚度为250μm，加强级别500μm，特加强级别800μm。无溶剂环氧涂料一次性成膜厚度是溶剂型环氧涂料所不能实现的，因此厚膜涂层坚韧密实，强弯曲不开裂，不含活性剂，无毒，使用寿命长达30年以上，是真正的长效型防腐涂料。



无溶剂环氧涂料可以常温固化（表干≤4h实干时间≤24h），养护期短，工效高（机械喷涂）。基层材料以混凝土和钢铁为主，金属材料表面处理应该按照GB/T 8923.1的规定执行，喷砂除锈质量达到Sa2 1/2级或者以上，粗糙度应该达到GB/T 1031中规定的R_Z 30μm-100μm范围内，清洁度不超过GB/T 18570.3规定的2级，基材表面处理后尽快在4h内进行涂覆。混凝土基材表面处理采用高压水，喷砂，抛丸或者手工打磨的方式将混凝土表面的浮浆，灰尘，杂质及其他污染物清理干净，重油渗透污染区域使用蒸汽，热碱，清洗剂或者火枪烘烤的方式（火枪烘烤必须注意安全，也不得烤疏混凝土）进行除油清理，最后使用高压水冲洗干净，直至中性（PH=7）。混凝土含水率必须<6%，结构缺陷如孔洞，裂缝，蜂窝等应用无溶剂环氧砂浆或者无溶剂腻子，聚合物修补砂浆修补，固化干燥后，打磨平整并且清理干净。表面处理后的混凝土应该尽快进行底漆封闭和无溶剂环氧涂料的涂覆。



无溶剂环氧涂料涂覆时环境湿度不得超过80%，雨雪雾风沙环境下严禁施工，基层表面温度不得超过60℃，并且高于露点3℃以上。严格按照产品说明书比例精确配比，施工过程中严禁添加任何稀释剂。无溶剂环氧涂料固含量达95%以上，粘度较高，手工涂刷和传统的空气喷涂工艺比较困难，建议使用GPQ6C高压无气喷涂机或者Graco公司提供的Graco238-135KING6821喷涂机。由于无溶剂环氧涂料固化不是靠溶剂挥发实现的，而是完全依赖于自身的固化反应，反应过程较快，双组份混合后的涂料使用期很短，配料时为了防止凝胶，造成不必要的浪费，尽量遵守多次少配，随配随用的原则。另外，无溶剂环氧涂料受到温度影响较大，当环境温度0℃以下反应基本停止，建议环境温度20℃以下时使用冬用型无溶剂环氧涂料；环境温度20℃以上时使用夏用型无溶剂环氧涂料，为了保持涂料本身的温度不低于15℃，尽量将涂料保存在室内或者恒温的集装箱内，冬季喷涂时建议使用带加热装置的双进管进料高压无气喷涂机。涂层缺陷应该进行修补，去除缺陷部分并且清理干净，采取同种无溶剂环氧涂料涂覆工艺方法修补，修补涂层与原涂层搭接宽度不应小于10㎜。



纵观无溶剂环氧涂料各种优异性能，从材料到施工及应用范围，总结归纳一下，重点有以下几点：
1. 环保无毒
无溶剂环氧涂料固含量95%以上甚至达到100%，无VOC产生，非常友好，符合环保要求。无溶剂环氧涂料卫生标准达到GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》要求，无毒，是饮用水及食品贮存物件重要的内壁涂层材料。
2. 安全健康
无溶剂环氧涂料没有挥发性气体产生，施工过程中不会形成易燃易爆危害事故，也不会产生有毒有害物质，保证了施工人员的身体健康；有限空间作业不需要较大的通风量通风就可以达到安全要求。
3. 经济性能
无溶剂环氧涂料单价虽然高于溶剂型环氧涂料；但是100%固含量在相同涂层厚度情况下，所需的量比溶剂型环氧涂料要少。无溶剂环氧涂料单道涂层膜厚较高（200μm-300μm），减少了施工道数，节约了材料及人工成本，降低了涂装施工费用而且施工效率大大提高。
4. 边缘覆盖性
无溶剂环氧涂料涂层对于没有处理过的钢板边缘，如锐边直角等具有强大的覆盖能力，比溶剂型环氧涂料效果更好。
5. 无收缩性
无溶剂环氧涂料在熟化过程中，内应力小不收缩，涂层在固化干燥后没有伸张力，不易产生裂纹。这也是无溶剂环氧涂料经久耐用的主要因素。
6. 耐磨性能
无溶剂环氧涂料不靠溶剂挥发干燥，而是靠固化剂干燥，交联固化时形成无孔的涂膜，致密光滑，耐磨，抗划伤及撞击，对淡水，海水，原油及一些易摩擦的物品具有极高的抵抗性。
7. 耐化学品
高度交联的无溶剂环氧涂料涂层，致密无孔，具有优异的耐化学品性能，能够耐中度的酸，碱，盐，各种油品，脂肪烃等化学品，可以长期浸泡。
8. 防腐性能
无溶剂环氧涂料不含挥发性溶剂，在固化干燥过程中不会形成因溶剂挥发留下的孔隙，而且成膜厚度高，涂膜致密性极佳，能有效的抵挡水，氧，其他腐蚀介质透过涂层而腐蚀基材，如钢铁和混凝土等。



除了以上重点优异性能外，无溶剂环氧涂料的绝缘电阻很高，可以适应有绝缘要求的防腐涂层；另外对于阴极保护具有所需电流较小的作用，可以增大阴极保护的作用范围，从而降低投产运行后的维护费用。据了解，国内主要的无溶剂环氧涂料有无溶剂环氧饮用水涂料，无溶剂快固化环氧防腐涂料，无溶剂环氧石油沥青重防腐涂料，无溶剂环氧聚氨酯涂料，无溶剂环氧厚膜长效耐腐蚀涂料，无溶剂强抗渗环氧涂料，长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料，无溶剂环氧地坪涂料等，多品种，多类型的无溶剂环氧涂料的相继问世，给重防腐产业应用带来巨大的经济利益和社会利益。例如埋地管道，弯管防腐层及补口，以前传统做法就是采用煤焦油磁漆，聚乙烯胶带，熔结环氧粉末，环氧粉末聚乙烯复合结构（简称三层PE）等，而无溶剂环氧涂料具有环氧粉末和聚乙烯防腐层双重优点，各项综合性能均优异，而且抗冲击性你尤为突出，防腐层绝缘电阻较高，防腐层质量较好，管道辅助阴极保护所需电流较小，予以其诸多赋能作用，施工简单，操作方便，技术成熟，具有较高的性价比。因此，在中石化川气东输管道项目建设工程中（管道长度2202公里，管径最大为1016㎜，全线使用的钢质管道及热煨弯头占到工程总投资的35%），经过专家论证后确定热煨弯头外防腐层采用无溶剂环氧涂料，保证了长距离输送管道各种工况条件下的运转安全。再如大庆南山油库2007年新建的1台10×10⁴m3和2台15×10⁴m3原油储罐；中石化白沙湾油库二期工程4台15×10⁴m3双浮顶原油储罐；黄岛国家战略储备库10×10⁴m3原油储罐内壁防腐层全部使用了无溶剂环氧涂料，防腐效果明显，运行良好。



无溶剂环氧涂料在防腐蚀领域的广泛应用，加之环保安全的强制性限制，越来越显示出其强大的生命力。笔者认为工业涂料的水性化和无溶剂化是涂料发展的方向和潮流，无溶剂环氧涂料将成为这波潮流的引领者；但是美中不足的是无溶剂环氧涂料还存在粘度高，施工需要专用喷涂设备，所用树脂相对分子质量低，涂膜厚，容易使涂膜发脆，表面处理质量要求严格，附着力低，低温条件下影响施工，不能耐紫外线等缺点，这些都是涂料研发科技人员需要考虑解决的问题。总之，无溶剂环氧涂料具有的安全、环保、健康、高效、节能、经济等特性在工业重防腐中将发挥无可替代的作用。

张工您好 目前很多厂家都不愿意用双组分涂料，简单地说是嫌麻烦，但是又对长效防腐有很大的需求，这方面张工对于产品推广是怎么看待的

双组分防腐涂料是靠化学反应，交联而形成固化干燥的机理，固化效果很好，而单组分防腐涂料除了物理蒸发干燥还有就是潮湿固化，发资料端封闭后打开，组分里面固化剂与打开的成分反应而固化，这是一种隐形的双组分材料。单组分虽然简单方便，但是不如双组分固化彻底，而且受到气候环境及其他因素的影响，依然有固化不完全的现象。长效防腐与组分没有多大关系，而在于固化干燥程度及自身耐腐蚀效果决定。推广要实事求是，分清楚各自的优点和缺陷，让大家了解固化原理及施工时注意事项，才是关键。

张工，为什么现在油气田领域大部分还是用溶剂型环氧涂料，无溶剂用的少一些，
溶剂型环氧涂料与无溶剂环氧涂料相比，哪些方面溶剂型涂料更好一些。

chengchaoc:张工，为什么现在油气田领域大部分还是用溶剂型环氧涂料，无溶剂用的少一些，
溶剂型环氧涂料与无溶剂环氧涂料相比，哪些方面溶剂型涂料更好一些。 (2023-11-03 15:18) 

无溶剂环氧涂料成本高一些，有时候需要配套喷涂设备才能完成，施工受到限制，而溶剂型环氧涂料施工方便，成本相对于无溶剂低很多；但是从健康环保及安全角度来看，未来还是无溶剂环氧涂料为主流。

张作华:无溶剂环氧涂料成本高一些，有时候需要配套喷涂设备才能完成，施工受到限制，而溶剂型环氧涂料施工方便，成本相对于无溶剂低很多；但是从健康环保及安全角度来看，未来还是无溶剂环氧涂料为主流。 (2023-11-06 09:17) 

谢谢 张工