熔結環氧粉末涂料介紹

我國熔結環氧粉末技術起步較晚,上世紀80年代才開始引進國外先進的環氧粉末及工藝,設備。天津瑞遠粉末涂料有限公司在國內率先推出了重防腐系列環氧粉末涂料,打破國外產品的壟斷,在國家許多重點工程上得到應用,取得了明顯的經濟效益和社會效益,特別是在一些國家重點工程中,瑞遠公司占據了重要地位,產品應用現場反應良好,不僅保證了工程順利進行,而且為國家節約了大量工程投資。

熱固性重防腐環氧粉末涂料又稱熔融結合環氧粉末涂料,簡稱熔結環氧粉末,是一種以空氣為載體進行輸送和分散的固體涂料,將其施涂于經預熱的鋼鐵制品表面,熔化,流平,固化形成一道均勻的涂層,簡稱FBE。熔結環氧粉末的每個顆粒都均勻地包含所有組成成分,使涂敷的操作過程以及形成的涂層都具有連續穩定的均勻性。熔結環氧粉末涂裝過程無三廢污染,是一種環保型涂料,國外較早開發于上世紀50年代,在60年代實現了工業化生產。由于FBE具有優良的機械性能,抗腐蝕性能和耐久性能,所以被廣泛應用于陸上,水下,海底等管線的防腐涂裝,為處于各種環境中的管線長期低維護運行提供了可靠的保證。40多年來,經過不斷的發展完善,這項技術已經走向成熟。迄今為止,全球已有20余萬公里以上的管道使用了熔結環氧粉末,鋪設于世界各地——從陸地到海洋,從城市到鄉村,從赤道到極地,從平原到山地,河流,湖泊,從西伯利亞草原到非洲沙漠,從美洲大陸到中東海灣,都有熔結環氧粉末的應用實例。熔結環氧粉末涂層能夠在各種極端的氣候條件和苛刻的機械應力作用,化學介質侵蝕的環境中得到廣泛應用,足以證明熔結環氧粉末涂層是一種可靠的保護涂層,經得起實踐和時間的考驗。

FBE粉末的施工工藝

FBE粉末的涂敷方法主要有：靜電噴涂法,熱噴涂法,抽吸法,流化床法,滾涂法等。管道內涂敷一般采用摩擦靜電噴涂法,抽吸法或熱噴涂法；管道外涂敷一般采取靜電噴涂法；異型件采用流化床法或靜電噴涂法。這幾種噴涂方法都有一個共同特點,即噴涂之前需要將工件預熱到某一溫度,使粉末一接觸即熔化,余熱應該能使涂膜繼續流動,進一步流平覆蓋整個鋼管表面,特別是在鋼管表面的凹陷處,以及焊縫兩側,熔融的涂料流入填平,使涂層與鋼管緊密結合,較大限度減少孔隙,并在規定時間內固化,較后用水冷卻終止固化過程。

FBE的優良特性

1）涂層具有良好的抗化學品性,抗溶劑性,能夠抵御被傳輸介質中的H2S,CO2,O2,酸,堿,鹽,有機物等物質的化學腐蝕,并能長期接觸含鹽地下水,海水,土壤中微生物產生的各種有機酸等腐蝕物質；

2）涂層堅韌耐磨,抗沖擊性及抗彎曲性優良,與鋼管之間有極佳的附著力,能有效防止施工中的機械損壞及使用過程中的植物根系和土壤環境應力的損壞；

3）涂層具有良好的絕緣性,能在陰極保護作用下抵抗化學腐蝕,達到長期保護的目的；

4）涂層具有很高的玻璃化溫度,應用溫度范圍寬,能在–30～100℃之間保持較佳性能；

5）FBE施工方便,無需底漆,固化迅速,可流水線作業,涂裝效率高；

6）管道檢測和修補簡便,涂層質量容易控制。

FBE的分類

1）按使用方法可分為：管道內噴涂用粉,管道外噴涂用粉,管道內外通用粉。管道外噴涂用粉又分為：單層粉,雙層粉,三層結構防腐用粉；

2）按用途可分為：石油天然氣管道用粉,飲用水管道用粉,消防管道用粉,煤礦通風管道用粉,化工管道用粉,石油鉆桿用粉,管件用粉,船舶管道用粉。

3）按固化條件可分為：快速固化,普通固化兩種類型。快速固化粉末的固化條件一般為230℃/0.5~2min,主要用于管道外噴涂或三層防腐結構,由于固化時間短,生產效率高,適合流水線作業；普通固化粉末的固化條件一般為230℃/5min以上,由于固化時間長,涂層流平好,適用于管道內噴涂。

FBE的防腐機理

重防腐改性環氧粉末涂料之所以有上述優良特征,與原材料的正確選用和加工工藝是分不開的。

1）重防腐粉末涂料的基料是改性環氧樹脂,它的結構中含有高極性和活性的環氧基,能與金屬表面形成化學鍵且有很強的附著力,固化劑采用胺類和酚類物質,屬于加成固化反應,沒有小分子揮發物放出,不會形成針孔而影響涂膜防腐性,這對防腐涂料是非常重要的。

2）普通環氧樹脂結構中,環氧基只在端基上,因此涂膜交聯密度低,具有很好的柔韌性,但防腐性,耐高溫性很差。FBE粉末使用的環氧樹脂是酚醛改性環氧,即在雙酚A環氧樹脂的基礎上引入部分苯酚甲醛或甲酚甲醛環氧樹脂,這兩種樹脂是多官能度熱塑性酚醛環氧樹脂,反應性很強,涂膜具有優異的耐熱性,耐化學品性及很高的玻璃化溫度和硬度,但交聯密度大,屈撓性較差,須與雙酚A環氧樹脂摻混,以生產出既有屈撓性又兼顧防腐性的粉末涂料。酚類固化劑是帶有酚羥基的線性酚醛樹脂或多官能鄰–甲酚甲醛樹脂,線性酚醛固化劑的結構和玻璃化溫度與雙酚A環氧樹脂相似,能與環氧樹脂很好溶合,并有很好的顏填料潤濕性。此固化劑高溫下與環氧樹脂反應性極強,形成的涂層柔韌致密,具有良好的物理及化學性能,適合長輸管線的防腐。鄰–甲酚甲醛樹脂是一種多官能度的固化劑,與酚醛改性環氧樹脂結合將得到非常好的抗高溫,抗化學品性,適合石油鉆管,消防管道的防腐。

3）重防腐環氧粉末涂層固化后不會生成酯鍵,所以不會產生逆反應而降低防腐效果。

4）FEB粉末一般選擇經表面處理的鈦白粉,鉻綠,鐵紅等無機顏料。這些顏料除具有很好的防腐性能外,對涂膜與鋼管之間的氣泡有很好的消除作用,考慮到陰極保護,顏料的選用應盡量避免磁性及導電性物質的引入。填料主要有超細石英粉,云母,硅灰石等惰性功能填料,適當加入有利于降低涂膜的收縮和膨脹系數,并使涂層防腐性能大大提高。填料一般要用偶聯劑處理,偶聯劑分子一端與無機填料連成一個整體,提高了涂層的致密性及附著力,降低了吸水性,增強了耐鹽霧,耐海水及耐陰極剝離的能力。

5）重防腐粉末涂料一般應加入不同種類的助劑,以調整加熱融化時的流變學性能,膠化時間,消除膜內及界面氣泡,并提供良好的耐水,耐熱,導靜電,抗流掛等性能。

6）重防腐粉末涂料與普通裝飾型粉末涂料相比加工工藝復雜,生產條件要求嚴格,而且粉末涂料要經過表面處理,這樣可以防止粉末堵槍,拉絲,結塊,老化等現象而不致影響粉末的施工性和貯存性。