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张志川(河北肃安实业集团有限公司,北京100025) 摘要:在我国化工企业建设及维护中,各类新型防腐涂料的应用一直受到广泛的关注,新型涂料手涂聚氨酯弹性体的出现必将大幅提高化工设备与管道的防腐水平,特别是其耐油、耐温特性是常规聚脲所不具备的,其较强的浸润性为带锈防锈又提供了一种新型材料。关键词:聚脲;聚氨酯;异氰酸脂;聚醚;手涂聚脲是聚氨脂家族中的一种,是国外科学家在化学试验中无意所得,它的优越性能使它首先被应用在军舰等军事领域,其后随着其产量的增加,得以在广泛领域里的推广使用。许多国家涂料研究部门都在加快对其研究及推广,而且每在一个新领域应用,就会发现聚脲的一个新用途,新特性,故其获得了万能涂料的称号。现在聚脲已快步进入防腐防水和城市建设等各个领域,发挥出了其它材料不可比拟的独特作用。 手涂弹性聚氨酯涂料是一种新型功能高分子材料产品,具有净化材料表面的优良性能,特别适用于生活饮用水的保洁贮存与输送。另外,这种涂料还有一个很广泛的节能用途,就是作为船舶涂料用于船体外壳,可有效降低水阻能耗,提高船速,节省动力燃料。目前这方面的应用开发正在进行中。 1手涂弹性聚氨酯涂料的技术特点 手涂弹性聚氨酯涂料具有以下突出特性: (1)降阻效果明显; (2)固化后无毒; (3)单组份; (4)无挥发性溶剂; (5)柔韧性极好,具有优良的防水性能; (6)使用时具有良好的带锈防锈功能(可在有锈的表面直接涂敷并能牢固附着,固化后有良好的防锈功能),经检测证明,涂敷200μm,耐电冲击高达4500V,而环氧类涂敷300μm耐电冲击才达1500V; (7)物理化学性能稳定,对材料表面可起到极好的净化作用,从而具有良好的保洁效果。 2性能测试 2.1常规性能试验 依据国家标准,对手涂弹性聚氨酯涂料的常规性能进行了测试,结果如表1。从表1所列结果可以看出,该产品的常规性能可很好地满足实际使用要求。 2.2减阻测试 减阻试验(涂层厚度250～350μm)结果如表2。 表1手涂弹性聚氨酯涂料的常规性能 点击此处查看全部新闻图片 表2各种管材表面粗糙系数n值比较 点击此处查看全部新闻图片 试验结果表明,手涂弹性聚氨酯涂料不但可降低对液体的阻力,而且还有一个十分显著的优点,就是当液体流速增大时,其表面粗糙系数不但不会像其他材料那样随之增大,反而会显著下降。这表明该涂料在高压输送液体的情况下,减阻效果将会更突出。这种情况是与涂料本身具有高弹态结构从而可有效消湍密不可分的。 2.3耐介质试验 手涂弹性聚氨酯涂料的一个最主要使用要求是对液体介质进行质量保护,使其不受容器及管道壁面材料的污染,也就是保护液体介质不受任何物理溶解和化学反应变化的影响,所以要求手涂弹性聚氨酯涂料要有良好的耐介质性能。在标准样板上制成试样(二道厚度250～350μm),待涂层固化7天后,分别浸入各种不同的介质中,按国标GB5369?85《船用饮水舱涂料通用技术条件》做耐介质试验,其试验结果如表3。 表3手涂弹性聚氨酯涂料的耐介质性能(一) 点击此处查看全部新闻图片 将手涂弹性聚氨酯涂料在标准样板上制成上述同样试样,做了耐介质试验。试验情况见表4。从表3、表4所列试验结果可以看出,该涂料的耐介质性能良好。 表4手涂弹性聚氨酯涂料的耐介质性能试验(二) 点击此处查看全部新闻图片 2.4带锈防锈的性能试验 该项性能的检测具体做法是将手涂弹性聚氨酯涂料在生锈的标准规格碳钢板上,生锈面积为100%,锈层表面密实,无明显疏松层。制成试样(二道厚度300～450μm),待涂层固化7天后,分别浸入各种不同的介质中做耐介质试验,其试验结果如表5。 由于手涂弹性聚氨酯涂料具有良好的带锈防锈功能,这样在施工使用时,就可大大减少基面处理的劳动强度,降低涂装成本,提高涂装效率。从而也使产品在市场上更具竞争力。 实际使用也表明,在水池的钢构件上涂刷这种涂料,最长时间7年,仍很好地保护了钢构件表面不被锈蚀。 3手涂弹性聚氨酯涂料防水性能 手涂弹性聚氨酯涂料防水性能如表6。 表5手涂弹性聚氨酯涂料制成的带锈样品耐介质性能 点击此处查看全部新闻图片 表6手涂弹性聚氨酯涂料防水性能检测结果 4几种涂料的比较 环氧型仿瓷涂料是非弹性结构,因此涂料的柔韧性远远比不上手涂弹性聚氨酯涂料。在重力撞击下,环氧型仿瓷涂料均会脆裂和脱落。手涂弹性聚氨酯涂料因是高弹性体结构,所以不会出现这些情况,因而在使用上,就更耐洗刷和抗冲击。 在涂刷的基面处理方面,进口的涂料与环氧型仿瓷涂料均有较高要求。如进口的涂料在水泥面上要进行酸化处理,环氧型仿瓷涂料要进行两层基面处理。在钢板表面均要进行除锈处理。手涂弹性聚氨酯涂料基面则要求不高,只要干燥、无疏松层、无油渍即可。在水泥表面只须打一层底胶,在一般钢铁表面则不用作严格除锈处理。在施工上,比其它涂料更为简便。 手涂弹性聚氨酯涂料同时也是一种性能极为优异的防水涂料,技术性能达到或超过国家建材部JC500?92标准一级品的要求。而另两种涂料不具备防水涂料的功能。所以手涂弹性聚氨酯涂料在建筑物的天池与地池使用,或在混凝土管道、水渠中使用,可有效地起到防渗漏作用。而另外两种涂料需专门做防水层,增加了工程费用和延长了工期。 在涂料固化干燥方面,因进口的涂料是水剂型涂料,在我国南方3、4月份天气潮湿时,较难干燥。 手涂弹性聚氨酯涂料是反应型涂料,不受空气湿度影响,在潮湿的环境中不会影响施工进度。 环氧型仿瓷涂料是双组份涂料,使用中会因施工人员操作时配比不当,搅拌不均匀而影响施工质量。配好的涂料若用不完就无法再使用,造成浪费。 手涂弹性聚氨酯涂料是单组份涂料,不存在以上问题,有效地保证了施工质量,不会造成涂料浪费。手涂弹性聚氨酯涂料极耐低温,在-60～-40℃的环境中,性能不受影响。而许多涂料在-60～-40℃的环境中,性能会变脆。所以手涂弹性聚氨酯涂料使用范围更广。 由于传统涂料大多都含有挥发性溶剂,而溶剂挥发具有造成火灾危险、溶剂中毒和溶剂损失等缺点,所以无挥发性溶剂是涂料近几十年来的一个发展方向。手涂弹性聚氨酯涂料在技术上成功的向这个方向迈进了一大步。 手涂弹性聚氨酯涂料还具有极大的潜在技术价值,例如可以单独开发出系列高性能船舶涂料(包括船壳减阻节能涂料)、带锈防锈的防腐涂料、卫生保洁的防霉涂料、冷库用的低温防水涂料等,是一个很有发展潜力的涂料品种。 手涂聚氨脂由于采用的封端基不一样,大部分异氰酸脂并未脂化,而是作为一个官能团存在在分子结构上,其不游离性使此种涂料无毒无害,完全符合国家饮用水涂料卫生标准。但是,异氰酸脂官能团的存在对海洋中的生物细胞却具有很强的生物致敏性。因此,此种涂料用在船体上具有良好的防止海洋生物粘附的特殊功能。 5施工要求 手涂弹性聚氨酯涂料的施工要求: (1)用于给水管道、罐体内壁防腐,底涂加面涂双层厚度150μm,正负不能高于30μm。 (2)用于钢质管道外防腐,厚度不低于300μm。 (3)防腐表面无漏点。