无溶剂环氧涂料的防腐应用
无溶剂环氧涂料的防腐应用
无溶剂环氧涂料是一种以环氧树脂或改性环氧树脂为主要成膜物质的双组分液体材料。其组分一包含树脂基料及添加剂，组分二则包含固化剂及添加剂。混合后，该涂料的固体含量可高达95%以上，甚至可达100%，完全不含有任何稀释剂。因此，无溶剂环氧涂料被视为一种环保型涂料的典型代表，广泛应用于各种需要限制挥发性有机化合物（VOC）排放的防腐涂装领域。
与传统的防腐蚀涂料相比，无溶剂环氧涂料具有显著的优势。传统防腐蚀涂料中含有大量有机溶剂，不仅不符合环保要求，还存在安全隐患。例如，普通的溶剂型环氧涂料中挥发性有机溶剂的含量超过40%，即使是厚浆型环氧涂料也含有20%以上的挥发性有机溶剂。这些挥发性溶剂在施工过程中会带来极大的安全隐患，危害施工人员健康，并造成环境污染。为了减少这些危害，防腐施工时必须采取有效的通风措施，特别是在有限空间作业时需要补充大量新鲜空气以保证足够的气体置换所需通风量。除了环保和健康因素外，良好的通风还能避免易燃易爆事故的发生，降低事故率。无溶剂环氧涂料则完全不产生VOC，不危害施工人员健康，有限空间作业可以极大减小新风置换所需通风量，具有较高的施工安全保障。
无溶剂环氧涂料的理化性能表现优异，实测附着力达到1-2级，阴极剥离≤6mm，粘结强度≥25MPa，耐磨性公斤千转≤100mg，体积电阻率欧姆·毫米≥1×1013，能够耐中性盐雾1000h，10%硫酸，10%氢氧化钠,3.5%氯化钠，饱和等质量碳酸镁和碳酸钙溶液；耐原油，汽油，航空煤油等油品耐淡水，海水，耐磨并且长期在重防腐介质中适用于80℃以下的温度。根据这些性能，无溶剂环氧涂料在多个领域都有广泛应用，包括埋地管道防腐，油罐内壁防腐，船舶压载舱防腐，热煨弯头补口，粮仓内壁防腐，泡菜池防腐，饮用水仓防腐（涂装后用清水浸泡7天后，冲洗3次后才可以贮存饮用水和食品等卫生产品），混凝土防腐，环氧地坪防腐，污水池防腐，消防水箱内壁防腐等。实际应用中，可以根据腐蚀介质情况选择不同涂层厚度的无溶剂环氧涂料，在GB/T31361-2015《无溶剂环氧液体涂料的防腐蚀涂装》中分为3个级别，普通级最小厚度为250μm，加强级别500μm，特加强级别800μm。无溶剂环氧涂料一次性成膜厚度是溶剂型环氧涂料所不能实现的，因此厚膜涂层坚韧密实，强弯曲不开裂，不含活性剂，无毒，使用寿命长达30年以上，是真正的长效型防腐涂料。
无溶剂环氧涂料的施工条件要求严格。基层材料以混凝土和钢铁为主，金属材料表面处理应该按照GB/T 8923.1的规定执行，喷砂除锈质量达到Sa2 1/2级或者以上，粗糙度应该达到GB/T 1031中规定的Rz 30μm-100μm范围内，清洁度不超过GB/T 18570.3规定的2级，基材表面处理后尽快在4h内进行涂覆。混凝土基材表面处理采用高压水，喷砂，抛丸或者手工打磨的方式将混凝土表面的浮浆，灰尘，杂质及其他污染物清理干净，重油渗透污染区域使用蒸汽，热碱，清洗剂或者火枪烘烤的方式（火枪烘烤必须注意安全，也不得烤疏混凝土）进行除油清理，最后使用高压水冲洗干净，直至中性（PH=7）。混凝土含水率必须<6%，结构缺陷如孔洞，裂缝，蜂窝等应用无溶剂环氧砂浆或者无溶剂腻子，聚合物修补砂浆修补，固化干燥后，打磨平整并且清理干净。表面处理后的混凝土应该尽快进行底漆封闭和无溶剂环氧涂料的涂覆。
无溶剂环氧涂料的施工环境要求也较为严格。施工时环境湿度不得超过80%，雨雪雾风沙环境下严禁施工，基层表面温度不得超过60℃，并且高于露点3℃以上。施工时必须严格按照产品说明书比例精确配比，施工过程中严禁添加任何稀释剂。由于无溶剂环氧涂料的粘度较高，建议使用GPQ6C高压无气喷涂机或者Graco公司提供的Graco238-135KING6821喷涂机进行施工。配料时为了防止凝胶，造成不必要的浪费，应遵守多次少配，随配随用的原则。另外，无溶剂环氧涂料受到温度影响较大，当环境温度0℃以下反应基本停止，建议环境温度20℃以下时使用冬用型无溶剂环氧涂料；环境温度20℃以上时使用夏用型无溶剂环氧涂料，为了保持涂料本身的温度不低于15℃，尽量将涂料保存在室内或者恒温的集装箱内，冬季喷涂时建议使用带加热装置的双进管进料高压无气喷涂机。涂层缺陷应该进行修补，去除缺陷部分并且清理干净，采取同种无溶剂环氧涂料涂覆工艺方法修补，修补涂层与原涂层搭接宽度不应小于10mm。
无溶剂环氧涂料具有以下八大优异性能：
环保无毒：无溶剂环氧涂料固含量95%以上甚至达到100%，无VOC产生，非常友好，符合环保要求。无溶剂环氧涂料卫生标准达到GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》要求，无毒，是饮用水及食品贮存物件重要的内壁涂层材料。
安全健康：无溶剂环氧涂料没有挥发性气体产生，施工过程中不会形成易燃易爆危害事故，也不会产生有毒有害物质，保证了施工人员的身体健康；有限空间作业不需要较大的通风量通风就可以达到安全要求。
经济性能：虽然无溶剂环氧涂料单价高于溶剂型环氧涂料，但100%固含量在相同涂层厚度情况下，所需的量比溶剂型环氧涂料要少。无溶剂环氧涂料单道涂层膜厚较高（200μm-300μm），减少了施工道数，节约了材料及人工成本，降低了涂装施工费用而且施工效率大大提高。
边缘覆盖性：无溶剂环氧涂料涂层对于没有处理过的钢板边缘，如锐边直角等具有强大的覆盖能力，比溶剂型环氧涂料效果更好。
无收缩性：无溶剂环氧涂料在熟化过程中，内应力小不收缩，涂层在固化干燥后没有伸张力，不易产生裂纹。这也是无溶剂环氧涂料经久耐用的主要因素。
耐磨性能：无溶剂环氧涂料不靠溶剂挥发干燥，而是靠固化剂干燥，交联固化时形成无孔的涂膜，致密光滑，耐磨，抗划伤及撞击，对淡水，海水，原油及一些易摩擦的物品具有极高的抵抗性。
耐化学品：高度交联的无溶剂环氧涂料涂层，致密无孔，具有优异的耐化学品性能，能够耐中度的酸，碱，盐，各种油品，脂肪烃等化学品，可以长期浸泡。
防腐性能：无溶剂环氧涂料不含挥发性溶剂，在固化干燥过程中不会形成因溶剂挥发留下的孔隙，而且成膜厚度高，涂膜致密性极佳，能有效的抵挡水，氧，其他腐蚀介质透过涂层而腐蚀基材，如钢铁和混凝土等。
除了以上重点优异性能外，无溶剂环氧涂料的绝缘电阻很高，可以适应有绝缘要求的防腐涂层；另外对于阴极保护具有所需电流较小的作用，可以增大阴极保护的作用范围，从而降低投产运行后的维护费用。据了解，国内主要的无溶剂环氧涂料有无溶剂环氧饮用水涂料，无溶剂快固化环氧防腐涂料，无溶剂环氧石油沥青重防腐涂料，无溶剂环氧聚氨酯涂料，无溶剂环氧厚膜长效耐腐蚀涂料，无溶剂强抗渗环氧涂料，长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料，无溶剂环氧地坪涂料等，多品种，多类型的无溶剂环氧涂料的相继问世，给重防腐产业应用带来巨大的经济利益和社会利益。
例如，在埋地管道防腐领域，无溶剂环氧涂料具有环氧粉末和聚乙烯防腐层双重优点，各项综合性能均优异，而且抗冲击性尤为突出，防腐层绝缘电阻较高，防腐层质量较好，管道辅助阴极保护所需电流较小。在中石化川气东输管道项目建设工程中（管道长度2202公里，管径最大为1016mm，全线使用的钢质管道及热煨弯头占到工程总投资的35%），经过专家论证后确定热煨弯头外防腐层采用无溶剂环氧涂料，保证了长距离输送管道各种工况条件下的运转安全。再如大庆南山油库2007年新建的1台10×104m3和2台15×104m3原油储罐；中石化白沙湾油库二期工程4台15×104m3双浮顶原油储罐；黄岛国家战略储备库10×104m3原油储罐内壁防腐层全部使用了无溶剂环氧涂料，防腐效果明显，运行良好。
尽管无溶剂环氧涂料在防腐蚀领域的应用越来越广泛，但其仍存在一些不足之处。例如，无溶剂环氧涂料的粘度较高，施工需要专用喷涂设备；所用树脂相对分子质量较低，涂膜厚，容易使涂膜发脆；表面处理质量要求严格；低温条件下会影响施工效果；不能耐紫外线等。这些都是涂料研发科技人员需要考虑解决的问题。
总之，无溶剂环氧涂料凭借其安全、环保、健康、高效、节能、经济等特性，在工业重防腐领域将发挥无可替代的作用。随着环保要求的不断提高，无溶剂环氧涂料必将在更多领域得到广泛应用。