浅谈重防腐涂料涂装工艺的发展
时间：2019年05月27日 来源： 作者： 点击：142
涂装工艺包括工艺流程的设计与布置、涂装设备的选型、表面处理、无气喷涂、固化（干燥）等技术条件的控制等，是重防腐涂料成为产品的过程。因此在重防腐行业，人们对涂装工艺的开发予以极大的关注，特别是集装箱行业，它创新性地推广了施工采用液压泵，自动辊涂车间底漆以及自动喷漆中喷嘴多方位固定排列、箱体移动等3项新工艺，大大提高了生产效率：（1）每3min可生产一只20尺的集装箱；（2）提高涂层的均匀度，减少涂料耗量2%；（3）严格控制有机溶剂的挥发，取得了节能减排的最好效果。
近几年来，涂装技术在船舶行业领先的日本与韩国加强了对先进、环保涂装技术的研究，抢占了技术的制高点，其船舶涂装生产效率比我国高出20%左右。中国作为世界第一大造船国，也将提高涂装技术作为主要竞争手段。如中船重工所属的长江、长平机械厂与701所3家单位成立了中船重工涂装技术联合体，主要攻克涂装技术难关，发展涂装工艺；上海外高桥船厂将船舶涂料采用大桶包装方式，涂装使用先进的双组分无气喷涂、加热喷涂工艺，既保证了涂层质量，又减少了涂料耗量，取得了较好的效果。
但在建筑、钢结构、石化等行业，涂装工艺比较落后，很少采用钢板和型钢预处理机进行抛丸、喷车间底漆工艺；很多涂装单位还在用石英砂作磨料进行开放式喷砂；对厚膜型重防腐涂料却用手工辊、刷涂方法，很难保证涂层质量。因此，涂装技术明显成为行业发展的瓶颈。
一、发展先进的涂装工艺
从实际情况分析，我国重防腐涂料制造技术已处于世界领先水平，但重防腐涂装总体水平落后于国际着名品牌公司。因涂装技术寄寓于重防腐涂料的施工性，故先进涂装工艺的开发可以从4个方面进行。
1、高性能涂装设备的开发
无气喷涂法是重防腐涂料涂装中最主要的方法，具有以下特点：涂装效率高，适应现代化涂装流水线；适应高固体分厚膜型、无溶剂等高性能重防腐涂料，一次喷漆可达较高的干膜厚度；在掌握合适喷漆压力的基础上，施工时可少加或不加稀释剂，有利于节能、环保；无气喷漆时雾化的涂料无空气、油、水等杂质混入；涂料压力高、渗透快、涂层附着力好等。
高性能涂装设备是实现重防腐涂料高性能的必要条件。随着重防腐涂料的发展，众多的高性能无机、有机富锌底漆，各类高固体分底、面漆，混合期小于0.5h的无溶剂环氧涂料、聚脲等的闪亮登场以及无气喷涂方法的应用，促使了无气喷漆设备技术的发展。近年来，国外的GRACO、WIWA、WAGNER公司，国内的长江、长平机械厂均研制、开发了各类无气喷漆机，以适应不同重防腐涂料的需要。
2、表面处理的要求
表面处理是喷重防腐涂料前除去钢材等基材表面的附生物或生成的异物，以提高基材表面与涂层的附着力或赋予表面一定的耐蚀性的过程。表面处理是重防腐涂料涂装工艺中最重要的部分，是重防腐涂料发挥优异性能的关键。在影响防腐蚀涂层的有效使用寿命的诸多因素中，表面处理质量的影响率最高，达49.5%，其他依次为：涂装工艺条件等26.5%，涂层厚度19.1%，涂料种类4.9%。
表面处理包括去油脱脂，扫砂、喷砂和抛丸，电焊缝及角隅结构打磨处理等，其主要目的是加强与改善涂层与基底间的附着力：
（1）基材表面有一定等级的清洁度，提高涂料的润湿性；
（2）使基材表面有一定等级的粗糙度，提高涂料与基材的附着力；
（3）强化钢材表面，有效消除残余应力，增强涂层的耐腐蚀能力。
前几年，在重防腐涂料、涂装行业中特别强调表面处理的作用。如有些厂家研制的水性无机富锌底漆对喷（抛）砂的表面清洁度等级必须为ISO8501的Sa3级，这样包括人工、材料、能耗在内的定额高达35元/m2以上（上海地区）。 在某些重点工程中，表面处理费用占包工包料涂装总费用的60%。随着涂装技术的发展和国家对节能环保的重视，国内外重防腐涂料厂加强了各种高性能涂料对表面处理等级适应性的研究。目前，已很少有清洁度要求达到Sa3级的重防腐涂料，使重防腐涂料涂装技术在节能、环保上又迈进了一大步。
在工程成本、涂装承包费用计算时，须考虑大型工程的设计、业主、总包、涂装的分包等因素。
随着涂装技术的逐渐规范化，目前特别强调对切割边、电焊缝等结构缺陷的处理。ISO 12944-3:1998 Paintsand vanishes──Corrosion protection of steel structuresby protective system──Part3:Design consideration国际标准对不同预处理等级作了规定，见表4。其中，在C4、C5的大气腐蚀环境下，结构缺陷处理的等级必须达到P3级。
3、涂装工艺设计
涂装工艺流程是涂装设计的主要内容之一，是保证涂层质量的关键。设计涂装工艺流程的依据是重防腐涂料的涂层配套方案和规定膜厚，现有涂装设备和涂装流水线特点，重防腐涂料的各项施工性能等。
以夏漳大桥钢箱梁外侧涂层配套、上海振华（重工）集团长兴基地涂装设备流水线为例，钢箱梁外表面涂装工艺流程设计如下
（在工厂中）钢材─表面预处理抛丸、喷车间底漆─焊接成型─表面清理、结构处理─检查清理质量（不合格则返工）─喷砂除锈─吸尘、除尘─检查清洁度和粗糙度（不合格则返工）─焊缝处贴胶带─电弧喷铝─检查质量、厚度等（不合格则返工）─喷涂环氧封闭漆─预涂、喷涂环氧云铁中间漆─质量检查（如外观、厚度等）（不合格则返工）─预涂、喷涂氟碳面漆─检查外观、膜厚及附着力等（不合格则返工）─养护。
在工地，钢箱梁外表面涂装工艺流程设计为：坏焊缝补涂合格─其他部位涂层损坏处修补合格─表面清洗、砂布打磨─检查清洗、打磨质量─喷涂第二道氟碳面漆─检查外观、膜厚及附着力等─全桥交工验收以前全面涂装修补─交工验收。
建设中的夏漳大桥
须引起高度注意的是环氧云铁中间漆与第一道氟碳面漆及两道面漆间的最大涂装间隔。
超过了最大涂装间隔的涂层必须经过打磨处理，以便保证涂层的附着力。除了在涂装工艺流程设计中设计此工序外，还必须保证该工序有充足的操作时间和经费（10~12元/m2）。在实际操作中，涂装工程队也不能擅自更改，而涂料公司的技术服务人员也必须把好涂装工艺流程这道关，偷工减料的教训十分深刻。
4、喷漆环境条件的掌握
重防腐涂料一般在室外喷漆，温度、湿度、照明、风力状况等对漆膜质量影响较大。在各大公司的重防腐涂料说明书中，均详细阐明了喷漆、涂层固化、干燥时所必需的环境条件。因此，涂料公司技术服务人员应认真指导，严格控制并把关。需强调的是应根据涂料的成膜机理、作用，依据当时的环境条件、有目的地调节某些施工技术参数，以达到涂层的最好效果。比如，对于封闭无机硅酸锌底漆涂层、电弧喷铝和混凝土层的孔隙，必须配套喷涂专用的环氧封闭漆。在气温高于30°C的季节，封闭漆容易出现“干喷”状态，使环氧中层漆和面漆的漆膜鼓泡。要解决上述漆膜弊病，可采取以下3条措施：
（1）在气温低于30°C的早、晚喷涂作业；
（2）提高操作人员的工作责任心，尽量使喷嘴与被涂物之间的距离控制在25~30cm；
（3）适当调慢稀释剂的挥发速度，增加封闭漆的渗透能力。
结语
涂装工艺的正确性和先进性在重防腐涂料中起着至关重要的作用，在同样的涂料配套体系中，涂装工艺直接决定了防腐涂层的保护寿命。因此，在设计重防腐涂料配套体系时，必须考虑涂装工艺的正确性和先进性。
环氧玻璃鳞片重防腐涂料
主要组成:
由环氧树脂、玻璃鳞片、优质颜填料、溶剂、增韧剂及固化剂等组成。
性能用途
具有优异的附着力和良好的抗渗透性，耐酸碱盐和海水，漆膜坚硬耐磨，热膨胀系数小。与水性富锌、环氧富锌或环氧铁红底漆配套使用，可作为化工设备、储槽等无静电要求部位的防腐面漆。
施工及储存：
（1） 涂装前须将物体表面灰尘、油物、锈蚀等处理干净，施工中严禁带入水分，如接触基铁建议喷砂除锈a2.5级，不具备喷沙设备的需将基铁处理至St3级。
（2） 涂料配比为：甲组份（基料）乙组分（固化剂）=8:1
（3） 施工配比方法为：将甲打开，将乙组甲组充分搅拌均匀。熟化30分钟，即可进行涂装。此材料要求随配随用，配比后的涂料须在八小时之内用完。未配完的材料要密封保存。
（4） 阴雨天或相对湿度大于85%时应停止施工。对于腐蚀介质严重的部位，建议多道涂刷。
（5） 产品应存放阴凉干燥处，防止日光直接照射，隔绝火源，远离热源。储存期为十二个月，期满后应检验各项技术指标，如达到指标要高，可继续使用。
质量参数
项目
指标
检测方法
颜色及外观
各色有光泽
Gb1729
固体含量
≥90%
Gb1723
粘结强度（MPa）
≥4
SYJ28-87
干燥时间（h）
表干≤4实干≤24
Gb1728
冲击强度（J）
≥2.5
Gb1732
10%H2S04（室温3d）
漆膜无变化
Gb1734
10%NaOH（室温3d）
漆膜无变化
Gb1734
10Nac1（室温3d） 漆膜无变化 Gb1734
长期以来，防腐涂料作为简单方便、经济、有效的防腐手段，广泛应用于国民经济各个领域。但是，随着现代工业的发展，人们对防腐涂料承受环境的能力和使用寿命提出了越来越高的要求，而常规防腐涂料已难以满足这种要求。使用更为简单、更为经济的重防腐涂料，近些年在中外许多领域得到广泛应用与迅速发展。如桥梁、造船、电力、交通、石化等领域。
问：那么，重防腐涂料的作用有哪些呢？
答：金属、木材、混凝土等材料经常暴露在大气中，由于受到大气中水分、盐雾、气体、酸碱物、微生物等的侵蚀而逐渐毁坏。在物件表面涂上涂料，亦可隔绝外界的腐蚀介质，防止腐蚀，延长使用寿命。
问：那么，它有是如何起到保护作用的呢？
答：
(1)屏蔽作用
钢铁表面电化学腐蚀的基本条件是在钢铁表面必须有水、氧、离子的存在和离子、电子的流通(导电)。许多涂层对酸、碱、盐等腐蚀介质显示化学惰性，且介电常数高，阻止腐蚀电路形成，金属表面涂覆漆膜后把金属表面和环境隔开，阻止水、氧、离子透过涂层达到钢铁表面，起到屏蔽作用。屏蔽作用对于混凝土、木材、砖石来说，是纯粹的机械隔离作用。
(2)颜料的钝化、缓蚀作用
颜料是涂料重要的组成部分，防锈颜料与金属表面作用，使其钝化或生成保护性物质以提高涂层保护作用。 在防锈底漆中经常采用活性大的防锈颜料，如铬酸盐类和红丹等，他们对金属有一定钝化作用，另外以铬酸盐系为例，当微量水透过漆膜时，少量被溶解的颜料将底材钝化。故缓蚀作用能弥补屏蔽作用不足。反过来屏蔽作用又能阻止缓蚀离子的流失，使缓蚀作用稳定持久。
(3)阴极保护作用
在涂料涂层中如果有比钢铁更活泼的金属(电极电位更低的金属)粉末，如锌粉或铝粉等，它们能对钢铁形成牺牲阳极的阴极保护，只要这些活泼的金属粉末含量达到使金属粉颗粒间及金属粉与钢铁底材之间达到点接触的程度，就能使钢铁免受腐蚀。富锌涂料是该类功能涂料的典型。
装饰作用
涂料具有光亮、美观、鲜明艳丽、色泽悦目等特点，它可以改变物体原来的颜色，调和色彩，改善环境，美化生活。在国防上还利用涂料的保护色起到伪装隐蔽的作用。
特殊性能作用
如：绝缘、防腐、标志、导静电、耐热、变色等
标志作用：各种化工厂使用的化学品，管道，危险品等可利用涂料的颜色作为标志，船舶上各种的管道、机械设备、信号器等涂上各色涂料作为标志，可使操作人员易于识别和操作。交通运输线上以不同色彩的涂料来表示警告，危险等信号。
绝缘涂料在电器工业中能起绝缘保护作用
船舶防污涂料能杀死或驱散附着船底的海生物
某些涂料还有防滑，耐油等特殊的保护作用
耐热涂料能在300℃、500℃、800℃、甚至大于1000℃环境使用
涂料的作用，通常是通过配套涂层（例如防腐涂料配套）或者单一的涂层（粉末涂料、底面合一油漆）来实现的。
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