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    熔结环氧粉末涂料(ＦＢＥ)是一种完全不含溶剂,以粉末形态喷涂并熔融成膜的新型涂料。与传统的溶剂防腐涂料相比,ＦＢＥ粉末涂料具有无溶剂污染、涂覆方便、固化速度快以及性能优异等特点。该涂料自60年代发展起来,很快在化工及各类埋地管道方面得到广泛应用。80年代末我国开始开发这项技术,主要应用于装饰性行业,防腐蚀性能较差。国外这种技术具有代表性的公司为美国3Ｍ公司。进入90年代,随着工业的发展,对管道防腐蚀的要求越来越高。熔结环氧粉末涂料以其优异的附着力、柔韧性以及卓越的耐腐蚀性能和防腐蚀寿命倍受石油化工界的青睐。

1　实验部分

1.1　配方设计

    本实验以Ｅ 12为基料,双氰胺为固化剂,按Ｌ9(34)正交实验表确定固化剂、增韧剂、流平剂及填料为四个影响因素,每个因素设三个水平,配制试样。测定其各项性能,确定适宜的配方。

1.2　涂料合成工艺及试件制备

    本实验ＦＢＥ涂料生产工艺如下:一级粉碎→配料→混合→混炼→压片→二级粉碎→过筛2111试件制备参照石油天然气行业标准ＳＹ/Ｔ0315-97。涂层厚度为300～400μｍ,固化条件为230℃,10ｍｉｎ。

1.3　性能测试

1.3.1　ＦＢＥ涂料技术性能

    研制的ＦＢＥ涂料技术性能指标见表1。



1.3.2　ＦＢＥ涂层理化性能ＦＢＥ涂层理化性能指标及测试方法见表2及表3。





2　结果与讨论

2.1　配方的优化

    ＦＢＥ粉末涂料由环氧树脂基料、固化剂、助剂和颜填料组成。环氧树脂基料选用双酚Ａ型环氧树脂(环氧当量在500～1000,软化点为90～95℃左右),要求树脂的分子量分布窄,具有高的反应活性和较好的附着性能及耐腐蚀性能。树脂中的杂质含量,特别是有机氯和无机氯含量不可超标,否则影响涂料的防腐蚀性能。ＦＢＥ粉末涂料是单组分无溶剂环氧涂料,它要求固化剂在制造粉末及在室温贮存时,能以粉末粒子形态均匀地分散在粉末涂料中,并且在室温下,对温度和湿度有很好的稳定性,而且不与环氧树脂发生交联固化反应。填料采用中性无机盐固体颗粒,它可改善涂层的性能,并降低涂料的价格。为了改善涂层的性能及外观,还需添加一些其他助剂,如增韧剂、流平剂等。ＦＢＥ涂料的配方见表4。



2.2　ＦＢＥ涂料的技术性能

    ＦＢＥ涂料中的环氧树脂和固化剂是在预热的试件上用静电喷涂法涂敷,经熔融和固化后形成高分子树脂涂层。固化温度越高,涂层成膜的时间就越短。粉末被吸附在管壁后,要有充分的熔解、流平和固化过程。为了使涂层均匀、完整、无漏涂、无针孔,固化温度是关键参数。如果固化温度太高,会消耗能源。固化温度太低,涂层的耐热性能则较差。因此,钢管的预热温度应控制在150℃左右,固化温度应控制在220±10℃,固化时间为10ｍｉｎ左右。

2.3　ＦＢＥ涂层物理力学性能与耐化学药品性

    作为埋地管道的防护层须具备优异的物理力学性能。如埋地管道穿越道路时,ＦＢＥ涂层受到载重车辆行驶的震动;不同季节温度和湿度的变化,都促使土壤发生迁移和蠕动;随着管道内介质的温度和压力的改变,钢管也会发生膨胀和收缩。另外,涂装后的管道在运输、掩埋和回填土时,可能造成涂层损伤,因此涂层必须有足够的抗冲击强度。惯用的煤焦油涂料和沥青涂料都达不到这些要求,而熔结环氧涂料却可以达到。

    表3是ＦＢＥ涂料与国内外同类产品耐酸性能的比较及ＦＢＥ涂料的耐化学药品性能。其中Ｅ指我国目前防腐蚀性能较好,应用较广的一种环氧粉末涂料。Ｓｃｏｔｃｈｒｏｔｅ206是美国3Ｍ公司的一种防腐环氧粉末涂料。由表3可见,我们研制的ＦＢＥ涂料耐酸性能大大优于国产环氧粉末涂料Ｅ,达到了Ｓｃｏｔｃｈｒｏｔｅ206的水平。

3　结　论

    我们研制的ＦＢＥ粉末涂料具有优良的综合性能,物理力学性能尤其突出,达到了美国3Ｍ公司Ｓｃｏｔｃｈｒｏｔｅ206产品的水平。随着我国管道建设工程向沙漠、沼泽、冻土、海洋延伸和输送介质的多样化,我国对管道防腐蚀涂层的要求越来越高,管道防腐蚀涂层必须能够适应更加恶劣的环境和工艺条件。因此,我们研制的ＦＢＥ环氧粉末涂料将会得到广泛的应用。