无溶剂涂料在工程机械上的应用可行性探讨

为适应环保的要求无溶剂环氧涂料在发达国家使用较多在国内的应用实例较少市场上除应用于涂料工业的传统油性涂料、酚醛树脂涂料和醇酸树脂涂料外又发展出了各种高性能的环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料以及无机锌涂料等但是这些类涂料中都含有大量的有机溶剂不符合环境保护的要求。为减少有害物质、保护环境根据这一要求开发出系列无溶剂环氧涂料适用于特种环境下的重防腐涂装。

1各种贮罐内壁

如贮油罐、饮用水罐、贮气罐等空间相对密闭维修作业时需停止使用所以要求的较长的防腐年限采用无溶剂环氧涂料可以满足这方面要求。

2 管道补口

对于地下管道特别是采用环氧熔结防腐粉末涂装的地下管道，采用无溶剂环氧涂料补被证明是一种行之有效的方法其涂层性能完全可与原熔结环氧粉末涂层相媲美。

无溶剂环氧相对于普通的环氧漆来讲施工工艺上是有不同的要求和相对严格的施工条件对于传统的涂装工艺要有一些改善才能适应。无溶剂环氧涂料的基本特性无溶剂环氧涂料有抵抗腐蚀、抵抗化学物品和溶剂、防止摩擦方面的性能是很好的。对经过良好处理的表面附着力很强用喷砂处理到 Sa2.5 级的处理方法被证明是很好的方法。

一般来说喷砂的标准越高涂层系统的防护性越强。使用无溶剂环氧能节约成本并産生非常可观的经济效益和环保效应。首先在 4-5 年内花费于涂料保养上的费用可以大大节省。其次与传统防锈漆相比无溶剂环氧漆在经过较长的使用期后仍能保持较好的表面外观。再次由于涂料的固体含量几乎高达 100%相对可以节省涂装的工作时间。因此对于造船施工来讲可以节省人工从而节省开支。例如总厚度 400μm 的涂层膜厚要求对于低固体分含量的油漆来说最起码需要 5道涂层才能达到规定的膜厚但对于无溶剂环氧来说只需要 2 道 200μm 的膜厚即可。

所以尽管无溶剂环氧涂料的单价比较高但每 ㎡ 所耗的费用比反而比较低。另外由于无溶剂环氧涂料与其他产品的最大区别无论在熟化或者应用时都不需要溶剂或水，低粘度的胺固化剂、液态的环氧树脂和顔料结合形成的涂层具有非同一般的特性。

2. 1 边缘覆盖性

无溶剂环氧涂层对没有处理过的钢板边缘的施工的安全性由于普通溶剂型环氧漆含有超过 40%以上的可挥发性有机溶剂即使是厚浆型的环氧漆可挥发的有机物含量：VOC，也有 20%以上。大量存在的有机溶剂给涂料使用中带来了大量的安全、卫生和环保问题。仅以在溶剂型环氧漆中存在最多的二甲苯和醋酸丁酯为例：它们的闪点分别是 17℃和 22℃爆炸极限为 1%──7.6%和 1.2%──15%。在造船生产中存在着大量的明火作业因此涂装施工时必须避开明火作业或者等涂装作业完测爆合格后再进行而停止明火作业的时间取决于溶剂挥发过程的长短和通风条件。使用无溶剂环氧漆由于挥发性溶剂很少可大大减少这个时间过程给造船厂的生产安排带来便利。另外机溶剂多数是有毒有害物质对人体均有不同的毒害作用为了保证施工人员的身体健康必须限制其在空气中的含量。还以上述两种溶剂为例按卫生标准它们在空气中的最大允许含量为 435mg/m3 和 710mg/m3在涂料中有机溶剂含量越高需要补充新鲜空气的量也越多即要求通风量越大。对于船舶的封闭舱室更为突出，使用无溶剂环氧漆就意味着可以减少这部分通风量。

2.2 环保性

必须强调的是使用无溶剂环氧涂料最突出的优点，能够减少有机溶剂挥发对空气的污染。当前世界各国对环境的要求越来越高尤其是一些发达国家对涂料中的挥发性有机物的含量VOC均给予了限制对挥发性有机物的排放也给予了限制。当前欧美发达国家对使用的涂料有严格的 VOC 规定相信不久的将来其他国家也会有更严格的规定。我国作为一个发展中国家为了赶超世界先进水平走可持续发展的道路避免少走先污染后治理的弯路提高我们的环保要求这一点在我国的"大气污染综合排放标准"中就有体现。对原有污染源和新污染源的排放标准以二甲苯为例：从 90mg/m3 提高到 70mg/m3，这也说明我国政府越来越重视环境保护。因此严格限制涂料中的 VOC，以至最大程度的减少对环境的破坏。达到零排放将是今后的方向。在重防腐涂料中，涂料的无溶剂化、水性化都将是未来的发展方向而无溶剂环氧涂料在当前条件下更具有实用性。

3.无溶剂环氧涂料的应用

3.1 粘度的变化

由于使用的无溶剂涂料是一种不含溶剂无焦油的环氧涂料漆固体分含量高达95%以上，粘度较高。这对喷涂设备提高了较高的要求。以往产品使用的传统有空气喷涂工艺及老的无空气喷漆泵根本不能将此涂料正常喷出，所以添置了压力比更高的新型喷漆泵。但在施工过程中，由于它不含溶剂，其干燥、固化过程中不是靠溶剂的挥发，而完全依赖于自身的固化反应。其反应过程较快，且受温度影响较大。因此，双组份混合后具有较短的使用期。虽然涂料的使用期可以通过配方中固化剂的选用进行调整，但仍然增加了施工的难度。为解决这一难题，可以采取了以下措施。

无溶剂涂料选购时应注意使用时的环境温度在 0℃以下时环氧涂料固化反应基本停止，在此种环境下不适宜选用环氧涂料。20℃以下时建议选用冬用型无溶剂环氧涂料20℃以上时选用夏用型无溶剂型环氧涂料。

涂料配制时必须考虑在使用期内的施工能力在这段时间内能用完多少就配多少以免配料太多来不及用而导致凝胶浪费。具有强大的覆盖能力比溶剂型环氧漆效果更好。

3.2 不收缩──无伸长力

不含溶剂的环氧在熟化过程中不收缩涂层在干燥以后没有伸长这是无溶剂环氧涂层经久耐用的主要特点。溶剂型的环氧涂层在干燥时由于溶剂挥发会导致破裂而无溶剂环氧的不收缩性使其在遇到不平钢板时不易发生裂纹。

如采用喷涂方式施工宜选用压力比大的无空气喷泵提高输出流体总压力选用合适口径的喷嘴适当的喷嘴管长度。

另外冬季施工由于温度较低油漆的粘度增加按以往的经验是用增加稀释剂的方法来降低粘度但在使用无溶剂环氧时如果仅依靠这种方法将失去使用无溶剂环氧的意义。因此在使用过程中尽量将油漆存放在室内在现场把油漆预先放置在集装箱内保持温度使涂料本身的温度尽量不低于 15℃以提高涂料的温度来降低粘度达到能喷涂的要求并且适当的提高涂料泵的压力尽量缩短喷漆皮管的长度以使涂料能正常的喷涂。

如采用辊涂或刷涂方式施工对于平面来说可能超出设计厚度对于立面要防止出现流挂现象应采用硬的刷子或短毛辊筒用力尽量不要涂得太厚涂膜厚度控制在 400微米以内以防流挂现象发生。

3.2 表面处理要求较高

在无溶剂环氧涂料的施工中这种涂料对表面处理的要求较高。它必须要冲砂至 Sa2.5 级并且在施工前要除去全部的油脂及其它脏物。对于油脂和污染物的清洁更为敏感有时甚至超过对除锈质量的要求。因为发现在施工中局部除锈低于 Sa2.5 级只要能达到 St3 级仍不会出现不良反应。假如表面处理清洁不当去油污不干净时无溶剂环氧漆的涂层就会像可剥性涂层那样整层被剥离下来。所以施工中应特别注意物件的表面清洁必须加强除锈后的清洁度检查。

3.3 对环境条件要求极高

作为一种高性能的涂料无溶剂环氧不可避免地要求有极高的表面处理要求和极其严格的外界环境条件。在具体的施工过程中也发现只要在施工时湿度较高（低于85%，但高于 80%）或通风条件不佳如风机风量不够或舱室客观条件限制通风量或在清洁不够的舱室中施工不可避免地都会产生涂膜间结合力差的问题。施工人员不应在这方面存在侥幸心理在使用此类涂料时应严格检查相对湿度（最好 80%以下）和温度(最好 5℃以上）加强通风量严格保证清洁度。

4.无溶剂环氧涂料的特点

4.1 成膜厚、不易产生裂纹

无溶剂环氧具有一次性成膜较厚、边缘覆盖性好、涂层收缩小、内应力较小不易产生裂纹、有机物挥发少对环保有利等特点。

4.2 减少涂料消耗量

无溶剂环氧的施工为工厂节约了涂装的生産周期减少了涂料消耗量工厂节约了成本提高了效率。由于无溶剂环氧的无挥发性或极少挥发性其高固体含量及一次成膜较厚的特点可以在相同膜厚度情况下减少材料使用量。相对于溶剂型涂料而言单位面积的涂料消耗可以减少并且由于一次成膜厚度极高可以减少施工时间。因此虽然无溶剂环氧涂料价格要比一般的环氧涂料高但每 ㎡ 所耗的综合费用却并不高。

4.3 利于环保

无溶剂环氧涂料的使用减少了有机挥发物的排放对于个人防护、防火、防爆等安全也起到了无可估量的作用。由于无溶剂环氧涂料含极少量或不含挥发性的溶剂如集装箱船使用的这种无溶剂环氧涂料只含不足 5%的溶剂它能减少溶剂挥发对空气的污染。无溶剂环氧涂料使我们执行 VOC 的安全标准方面起到了很大的作用。另外无溶剂环氧的另一个优点有利于油漆工人。对他们来说在封闭空间内油漆工程中发生爆炸的可能性大大减少从而加强油漆施工过程的安全性。