天冬聚脲在钢结构表面的应用
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
钢结构防腐在防腐工程中占有很大的比例，其中防腐材料以防腐涂料为主，比较典型的钢结构防腐涂料配套如富锌底漆、云铁中间漆及面漆；还有底漆直接配套面漆的，如环氧底漆及配套面漆等。这种工艺方法就是通过多道涂装获得一定的厚度来保证钢结构耐蚀和使用年限。这些多层涂装体系被广泛应用于钢架结构、桥梁、光伏、风电、管廊架、厂房等项目，获得了不错的防腐效果；但是随着人工成本的居高不下及环保要求的限制，这种多涂层结构耗工耗时，很难适应紧急抢修及工期短的工程项目。因此钢结构防腐涂料发展方向就是环保绿色，高固低粘，单道涂装就能满足厚度要求。
天冬聚脲不但环保而且一次涂装厚度就可以达到600μm。根据GB 37822-2019《挥发性有机物无组织排放控制标准》中7.2.1条文要求VOC质量占比≥10%的含VOC产品，其使用过程应采用密闭设备或者在密闭空间内操纵，废气应排至VOC废气收集处理系统；无法采取局部气体收集的废气应排至VOC废气收集处理系统。水性涂料和高固含天冬聚脲符合上述规定，VOC极低或者不含VOC，因此在涂装施工时无需采取废气收集措施。天冬聚脲喷涂一次可以达到600μm，而且涂层表面无气孔，耐磨，耐紫外线，柔韧性好，不发黄，耐5%以下的酸和碱及一些化学介质，厚涂施工，可以零下温度环境下快速固化，节省时间和人工成本，按照HG/T 5368-2018《聚天门冬氨酸酯防腐涂料》标准规定，天冬聚脲DTM可以单独适用于C4及以下普通防腐也可以在C5腐蚀环境下单独作为面漆与环氧底漆配套使用，该配套方案被认可并在最新版的《ISO 12944-5:2018色漆和清漆防护漆体系对钢结构的腐蚀防护》中新增的内容。
钢结构防腐涂层中，底漆为富锌底漆时，天冬聚脲面漆与底漆的结合力>5Mpa耐盐雾高达3000h以上。这种富锌底漆配套天冬聚脲的涂层体系相对于富锌底漆加云铁中间漆和防腐面漆的多道涂层体系大大的节约了人工，缩短了施工周期，并且满足了设计规定的厚度及环保要求，可以认为是一种涂装技术的创新。钢结构防腐采用富锌底漆施工时，必须按照GB/T 8923-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》所规定的Sa2 1/2级标准要求及相关可溶性盐的要求。通常钢结构表面经过喷砂后获得一定的粗糙度（一般为75μm），可以增加富锌底漆与钢结构的附着力；但是过小的粗糙度（50μm以下）会造成富锌层不牢容易脱落，而过大的粗糙度（100μm以上）会造成富锌底漆对钢结构浸润不良，影响涂膜防腐性能和附着力，也增大了材料使用量和成本。钢结构表面处理后不能立即进行涂装富锌底漆，这在施工中非常关键，因为此时钢结构表面依然存在一定量的可溶性盐分。这些可溶性盐分可能继续污染基材，腐蚀钢结构，而且会引起漆膜起泡，对涂层的破坏力非常大。因此，钢结构喷砂后涂装前必须去除这些可溶性盐分或者使其降到一个可以接受的标准，笔者认为湿喷砂（特别是超音速湿喷砂）对于降低可溶性盐分是一种不错的钢结构表面处理方法。钢结构表面处理完全符合上述粗糙度和清洁度要求时才能进行富锌底漆的涂覆，正常情况下，富锌底漆厚度70μm~80μm左右。天冬聚脲是一种脂肪族，慢反应，高性能涂层材料，在紫外线下具有很高的稳定性，聚天冬氨酸酯粘度低于HDI三聚体反应速度可以通过不同的取代基团，胶凝时间从5min延长至120min，固体含量高达90%以上甚至100%，特别适合户外环境使用；如果在水下浸泡或者耐候性能不高的场合可以选择GB805B-100聚醚改性预聚物固化天冬聚脲，绿色环保，低粘无溶剂，滚涂、刷涂、喷涂皆可，施工方便，漆膜强度高，柔韧性，耐磨性，抗冲击性非常优异，与富锌底漆配套良好，缺点就是不能于C5环境下使用。快干型天冬聚脲喷涂施工时可以使用专用高固含双组份喷涂机进行施工，-10℃环境下正常固化，常温下表干20min，指压干40min，可以快速投入使用。慢干型（胶凝时间2h）聚天门冬氨酸酯制作的天冬聚脲面漆，涂料适用期延长，指压干8h左右。钢结构防腐应用时，如果富锌底漆配套天冬聚脲面漆涂层系统达到ISO-12944:2018中规定的配套涂层体系厚度要求，在C5大气腐蚀环境下可以达到30年以上的使用寿命。
据不完全统计，2019年我国钢结构使用量已经超过7000万吨，其防腐涂装规模巨大，面对如此体量的市场规模，施工成本，材料环保性能成为所有建设施工部门的压力和关注点。天冬聚脲的出现无论从性价比还是环保性能都具有很大的应用优势，而且从普通的钢结构防腐延伸至大型钢结构防腐，如风电、光伏、海洋平台、储罐、管道等领域。
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