無溶劑涂料在工程機械上的應用可行性探討

為適應環保的要求無溶劑環氧涂料在發達國家使用較多在國內的應用實例較少市場上除應用于涂料工業的傳統油性涂料、酚醛樹脂涂料和醇酸樹脂涂料外又發展出了各種高性能的環氧樹脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料以及無機鋅涂料等但是這些類涂料中都含有大量的有機溶劑不符合環境保護的要求。為減少有害物質、保護環境根據這一要求開發出系列無溶劑環氧涂料適用于特種環境下的重防腐涂裝。

1各種貯罐內壁

如貯油罐、飲用水罐、貯氣罐等空間相對密閉維修作業時需停止使用所以要求的較長的防腐年限采用無溶劑環氧涂料可以滿足這方面要求。

2 管道補口

對于地下管道特別是采用環氧熔結防腐粉末涂裝的地下管道，采用無溶劑環氧涂料補被證明是一種行之有效的方法其涂層性能完全可與原熔結環氧粉末涂層相媲美。

無溶劑環氧相對于普通的環氧漆來講施工工藝上是有不同的要求和相對嚴格的施工條件對于傳統的涂裝工藝要有一些改善才能適應。無溶劑環氧涂料的基本特性無溶劑環氧涂料有抵抗腐蝕、抵抗化學物品和溶劑、防止摩擦方面的性能是很好的。對經過良好處理的表面附著力很強用噴砂處理到 Sa2.5 級的處理方法被證明是很好的方法。

一般來說噴砂的標準越高涂層系統的防護性越強。使用無溶劑環氧能節約成本并産生非常可觀的經濟效益和環保效應。首先在 4-5 年內花費于涂料保養上的費用可以大大節省。其次與傳統防銹漆相比無溶劑環氧漆在經過較長的使用期后仍能保持較好的表面外觀。再次由于涂料的固體含量幾乎高達 100%相對可以節省涂裝的工作時間。因此對于造船施工來講可以節省人工從而節省開支。例如總厚度 400μm 的涂層膜厚要求對于低固體分含量的油漆來說最起碼需要 5道涂層才能達到規定的膜厚但對于無溶劑環氧來說只需要 2 道 200μm 的膜厚即可。

所以盡管無溶劑環氧涂料的單價比較高但每 ㎡ 所耗的費用比反而比較低。另外由于無溶劑環氧涂料與其他產品的最大區別無論在熟化或者應用時都不需要溶劑或水，低粘度的胺固化劑、液態的環氧樹脂和顔料結合形成的涂層具有非同一般的特性。

2. 1 邊緣覆蓋性

無溶劑環氧涂層對沒有處理過的鋼板邊緣的施工的安全性由于普通溶劑型環氧漆含有超過 40%以上的可揮發性有機溶劑即使是厚漿型的環氧漆可揮發的有機物含量：VOC，也有 20%以上。大量存在的有機溶劑給涂料使用中帶來了大量的安全、衛生和環保問題。僅以在溶劑型環氧漆中存在最多的二甲苯和醋酸丁酯為例：它們的閃點分別是 17℃和 22℃爆炸極限為 1%──7.6%和 1.2%──15%。在造船生產中存在著大量的明火作業因此涂裝施工時必須避開明火作業或者等涂裝作業完測爆合格后再進行而停止明火作業的時間取決于溶劑揮發過程的長短和通風條件。使用無溶劑環氧漆由于揮發性溶劑很少可大大減少這個時間過程給造船廠的生產安排帶來便利。另外機溶劑多數是有毒有害物質對人體均有不同的毒害作用為了保證施工人員的身體健康必須限制其在空氣中的含量。還以上述兩種溶劑為例按衛生標準它們在空氣中的最大允許含量為 435mg/m3 和 710mg/m3在涂料中有機溶劑含量越高需要補充新鮮空氣的量也越多即要求通風量越大。對于船舶的封閉艙室更為突出，使用無溶劑環氧漆就意味著可以減少這部分通風量。

2.2 環保性

必須強調的是使用無溶劑環氧涂料最突出的優點，能夠減少有機溶劑揮發對空氣的污染。當前世界各國對環境的要求越來越高尤其是一些發達國家對涂料中的揮發性有機物的含量VOC均給予了限制對揮發性有機物的排放也給予了限制。當前歐美發達國家對使用的涂料有嚴格的 VOC 規定相信不久的將來其他國家也會有更嚴格的規定。我國作為一個發展中國家為了趕超世界先進水平走可持續發展的道路避免少走先污染后治理的彎路提高我們的環保要求這一點在我國的"大氣污染綜合排放標準"中就有體現。對原有污染源和新污染源的排放標準以二甲苯為例：從 90mg/m3 提高到 70mg/m3，這也說明我國政府越來越重視環境保護。因此嚴格限制涂料中的 VOC，以至最大程度的減少對環境的破壞。達到零排放將是今后的方向。在重防腐涂料中，涂料的無溶劑化、水性化都將是未來的發展方向而無溶劑環氧涂料在當前條件下更具有實用性。

3.無溶劑環氧涂料的應用

3.1 粘度的變化

由于使用的無溶劑涂料是一種不含溶劑無焦油的環氧涂料漆固體分含量高達95%以上，粘度較高。這對噴涂設備提高了較高的要求。以往產品使用的傳統有空氣噴涂工藝及老的無空氣噴漆泵根本不能將此涂料正常噴出，所以添置了壓力比更高的新型噴漆泵。但在施工過程中，由于它不含溶劑，其干燥、固化過程中不是靠溶劑的揮發，而完全依賴于自身的固化反應。其反應過程較快，且受溫度影響較大。因此，雙組份混合后具有較短的使用期。雖然涂料的使用期可以通過配方中固化劑的選用進行調整，但仍然增加了施工的難度。為解決這一難題，可以采取了以下措施。

無溶劑涂料選購時應注意使用時的環境溫度在 0℃以下時環氧涂料固化反應基本停止，在此種環境下不適宜選用環氧涂料。20℃以下時建議選用冬用型無溶劑環氧涂料20℃以上時選用夏用型無溶劑型環氧涂料。

涂料配制時必須考慮在使用期內的施工能力在這段時間內能用完多少就配多少以免配料太多來不及用而導致凝膠浪費。具有強大的覆蓋能力比溶劑型環氧漆效果更好。

3.2 不收縮──無伸長力

不含溶劑的環氧在熟化過程中不收縮涂層在干燥以后沒有伸長這是無溶劑環氧涂層經久耐用的主要特點。溶劑型的環氧涂層在干燥時由于溶劑揮發會導致破裂而無溶劑環氧的不收縮性使其在遇到不平鋼板時不易發生裂紋。

如采用噴涂方式施工宜選用壓力比大的無空氣噴泵提高輸出流體總壓力選用合適口徑的噴嘴適當的噴嘴管長度。

另外冬季施工由于溫度較低油漆的粘度增加按以往的經驗是用增加稀釋劑的方法來降低粘度但在使用無溶劑環氧時如果僅依靠這種方法將失去使用無溶劑環氧的意義。因此在使用過程中盡量將油漆存放在室內在現場把油漆預先放置在集裝箱內保持溫度使涂料本身的溫度盡量不低于 15℃以提高涂料的溫度來降低粘度達到能噴涂的要求并且適當的提高涂料泵的壓力盡量縮短噴漆皮管的長度以使涂料能正常的噴涂。

如采用輥涂或刷涂方式施工對于平面來說可能超出設計厚度對于立面要防止出現流掛現象應采用硬的刷子或短毛輥筒用力盡量不要涂得太厚涂膜厚度控制在 400微米以內以防流掛現象發生。

3.2 表面處理要求較高

在無溶劑環氧涂料的施工中這種涂料對表面處理的要求較高。它必須要沖砂至 Sa2.5 級并且在施工前要除去全部的油脂及其它臟物。對于油脂和污染物的清潔更為敏感有時甚至超過對除銹質量的要求。因為發現在施工中局部除銹低于 Sa2.5 級只要能達到 St3 級仍不會出現不良反應。假如表面處理清潔不當去油污不干凈時無溶劑環氧漆的涂層就會像可剝性涂層那樣整層被剝離下來。所以施工中應特別注意物件的表面清潔必須加強除銹后的清潔度檢查。

3.3 對環境條件要求極高

作為一種高性能的涂料無溶劑環氧不可避免地要求有極高的表面處理要求和極其嚴格的外界環境條件。在具體的施工過程中也發現只要在施工時濕度較高（低于85%，但高于 80%）或通風條件不佳如風機風量不夠或艙室客觀條件限制通風量或在清潔不夠的艙室中施工不可避免地都會產生涂膜間結合力差的問題。施工人員不應在這方面存在僥幸心理在使用此類涂料時應嚴格檢查相對濕度（最好 80%以下）和溫度(最好 5℃以上）加強通風量嚴格保證清潔度。

4.無溶劑環氧涂料的特點

4.1 成膜厚、不易產生裂紋

無溶劑環氧具有一次性成膜較厚、邊緣覆蓋性好、涂層收縮小、內應力較小不易產生裂紋、有機物揮發少對環保有利等特點。

4.2 減少涂料消耗量

無溶劑環氧的施工為工廠節約了涂裝的生産周期減少了涂料消耗量工廠節約了成本提高了效率。由于無溶劑環氧的無揮發性或極少揮發性其高固體含量及一次成膜較厚的特點可以在相同膜厚度情況下減少材料使用量。相對于溶劑型涂料而言單位面積的涂料消耗可以減少并且由于一次成膜厚度極高可以減少施工時間。因此雖然無溶劑環氧涂料價格要比一般的環氧涂料高但每 ㎡ 所耗的綜合費用卻并不高。

4.3 利于環保

無溶劑環氧涂料的使用減少了有機揮發物的排放對于個人防護、防火、防爆等安全也起到了無可估量的作用。由于無溶劑環氧涂料含極少量或不含揮發性的溶劑如集裝箱船使用的這種無溶劑環氧涂料只含不足 5%的溶劑它能減少溶劑揮發對空氣的污染。無溶劑環氧涂料使我們執行 VOC 的安全標準方面起到了很大的作用。另外無溶劑環氧的另一個優點有利于油漆工人。對他們來說在封閉空間內油漆工程中發生爆炸的可能性大大減少從而加強油漆施工過程的安全性。