JTS低表面处理要求金属防腐涂料及其应用

　　李东林1，李伟1，王宝胜2
　　
　　(1.北京同创益丰科技发展有限公司，北京102400;2.北京燕山集联石油化工有限公司，北京102502)
　　
　　摘要:介绍了JTS低表面处理要求金属防腐涂料的核心技术、配套体系构成及防腐性能。
　　
　　关键词:伪装涂料;低表面处理要求;金属防腐涂料;性能;应用
　　
　　0前言
　　
　　在桥梁、船舶、化工设备等金属结构上，分布着许多狭小的空间或舱室，维修时往往难以进行彻底的表面处理，通常处理后仍带有不同程度的锈蚀物，且经常处于高度潮湿的状态。在这种表面直接涂装普通涂料，得不到预期防腐效果，其寿命通常只有原设计寿命的一半甚至更低，因而也需要一种可以在这种恶劣表面直接进行涂装的高性能的低表面处理要求涂料，以减轻表面处理的压力，适应维修工程的需要。近年来，国外已大量使用高质、高效、低污染的高压水(包括磨料)射流金属表面处理技术，国内也有部分单位进行少量使用，但该法处理后的表面返锈问题一直未能很好解决，因而严重制约了高压水(磨料)射流表面处理技术的大面积推广，因此，需要研究一种新的物美价廉的方法解决这一关键技术难题。低表面处理要求涂料被认为是解决这一技术难题的最佳选择。常见的金属防腐涂料体系一般必须涂覆在Sa2.5级以上的金属底材上，为高表面处理要求涂料。低表面处理要求金属防腐涂料是指涂覆在前处理不大于Sa1.0级或不大于St2.0级要求的钢结构表面上的金属防腐涂料，低表面处理要求金属防腐涂料可以带锈、带旧涂膜、带油等多元底材表面成分以及在极端温度条件下涂刷。JTS低表面处理要求金属防腐涂料是以JTS低表面处理要求金属防腐底漆为基础，以专用或常规防腐涂料为配套的金属防腐涂料体系。该防腐涂料是北京同创益丰科技发展有限公司研发的具有独立知识产权的“低碳”金属防腐涂料，目前已经在化工、船舶等设备的检修中推广应用，取得了良好的效果。
　　
　　1JTS低表面处理要求金属防腐涂料防腐原理
　　
　　此种涂料的核心技术就是JTS低表面处理要求金属防腐底漆。JTS低表面处理要求金属防腐底漆是一种以改性复合树脂为成膜物质的阳极保护金属防腐底漆，是历经多年研发并拥有自主知识产权的一类水溶性低碳、环保产品。
　　
　　1.1基础防腐原理
　　
　　JTS低表面处理要求金属防腐底漆由转化层和封闭层组成。转化层可与氧化铁、氧化亚铁及铁的表层原子发生化学反应，生成杂多酸盐——一种稳定的配位化合物，并与树脂结合共同在钢铁表面形成牢固、坚韧的细晶质覆盖膜。该涂层成膜后，阳极(带有转化膜的铁)的电位升高约66mV，使其过程中氧化反应受阻。
　　
　　1.2智能化的锈蚀转化活性物质
　　
　　结合着锈蚀转化活性物质的改性复合树脂，可以根据锈蚀程度，智能化地释放活性物质，将锈蚀转化为涂膜成分，从而保证铁锈转化得完全和彻底。否则，锈蚀活性物质则处于束缚状态。因此，在不超过40μm厚锈蚀层的情况下，不管有无锈蚀、有无油污、有无旧涂膜，转化层都能快速干燥。
　　
　　1.3能够与多元化金属基材表面良好附着
　　
　　在钢铁表面的转化膜中，其杂多酸盐晶体的晶格常数(3.21.左右)与铁的晶格常数(2.86.)非常相近，因此它能够与钢铁表面牢固地结合在一起，很难剥离。转化层含有表面活性成分，能够将底材表面一般厚度的油污融化掉。因此，转化层可以附着在有油污的基材表面。转化层中的成膜物质是一种改性的复合树脂，能够与老化的旧涂膜良好结合。
　　
　　1.4溶剂具有强大的渗透力
　　
　　转化层的溶剂是水、酒精，其能够渗透到几乎所有的金属缝隙或旧涂膜底层，且能够将其中的锈蚀或油污彻底转化或融化掉，进而保证转化层与底材良好结合和持续的缓蚀效果。
　　
　　1.5过渡性封闭层涂层
　　
　　封闭层是一层过渡性涂层，它可以促进转化膜更加牢固和稳定，同时保证与其他中涂和面涂配套。
　　
　　2JTS低表面处理要求金属防腐涂料的体系构成
　　
　　根据现在市场上对防腐产品的要求，低表面处理要求金属防腐涂料共设计了5个体系，如表1所示。

　　表1低表面处理要求金属防腐涂料体系构成

　　3JTS低表面处理要求金属防腐涂料的特点
　　
　　(1)具有强大的渗透力。对残锈、具有微孔和毛细孔的旧涂层等表面具有很好的渗透力。涂料可以在2～3s内完全渗透到上述缝隙的底部。(2)附着力优良，底漆与底材的附着力达1级。(3)具有优良的缓蚀性能，并对旧涂层基本无影响(如咬底、起皱等)，可以涂覆在环氧类、醇酸类等溶剂型涂料的旧涂膜上，体系附着力可达到1级。(4)柔韧性能优良，底漆涂膜可180°对折，正反面无剥离。(5)具有很宽的气候条件容忍能力。底漆在-30～40℃可正常施工。可带湿气涂刷，在85%以上湿度条件下，甚至在露凝的底材上都可以施工。底漆可带油涂刷。(6)干燥速度快，表干时间可以调控到20min之内;实干时间可以控制在2h之内。

　　 　　4JTS低表面处理要求金属防腐涂料的防腐效果
　　
　　JTS低表面处理要求金属防腐涂料的防腐效果如表2所示。

　　表2JTS低表面处理要求金属防腐涂料的防腐效果

　　5JTS低表面处理要求金属防腐涂料的涂覆工艺
　　
　　5.1新建钢结构工程
　　
　　5.1.1热轧钢施工
　　
　　(1)前处理。采用高压水(包括磨料)射流或机械、人工的方法去除氧化皮及锈皮等块锈，基材表面要求Sa1级或St1级(参照);闪锈、粉锈等及轻微油污不影响涂装。(2)涂覆底漆转化层。在处理好的底材表面，涂覆转化层。刷涂、辊涂、浸涂、喷涂(喷涂压力:0.3～0.5MPa)均可。表干≤3h，实干≤24h。(3)涂覆底漆封闭层。转化层实干后，涂覆封闭层。刷涂、辊涂、浸涂、喷涂(喷涂压力:0.3～0.5MPa)均可。表干≤1h，实干≤8h。转化层如经过180℃以上烘烤，可不需要涂覆封闭层直接涂覆中间层。(4)涂覆中间漆。封闭层实干后，涂覆中间漆。刷涂、辊涂、喷涂(喷涂压力:0.3～0.5MPa)均可。(5)涂覆面漆。中间漆实干后，涂覆面漆。刷涂、辊涂、喷涂(喷涂压力:0.3～0.5MPa)均可。
　　
　　5.1.2冷轧钢施工
　　
　　前处理。采用高压水(包括磨料)射流或机械、人工的方法除去锈皮等块锈，去除污垢，保证基材表面平整，基材表面要求Sa1.0级或St1.0级(参照);闪锈、粉锈及轻微油污不影响涂装。后续工序同5.1.1中(2)～(5)。
　　
　　5.2设备检修
　　
　　前处理。使用机械方法去除锈皮等块锈、松动的旧涂膜，表面处理达到Sa1级或St1级。后续工序同5.1.1中(2)～(5)。
　　
　　6JTS低表面处理要求金属防腐涂料能耗、料耗
　　
　　JTS低表面处理要求金属防腐涂料是“低碳”涂料，具有低能耗、低料耗特点。
　　
　　6.1低能耗
　　
　　相同的防腐要求，使用低表面处理金属防腐涂料，节约能耗，具体数值见表3。

　　表3除锈等级和能耗的关系

　　注:干抛丸喷砂的能耗。
　　
　　若以Sa3.0为标准，使用低表面处理要求金属防腐涂料可节省能耗50%～70%。
　　
　　6.2低料耗
　　
　　相同的防腐要求，使用JTS低表面处理要求金属防腐涂料，涂膜的厚度减小。因此料耗节省，此可从表2两个体系的干膜厚度看出。相同的防腐要求，采用低表面处理要求涂料体系，料耗比高表面处理要求涂料体系可节约20%以上。
　　
　　7结论
　　
　　JTS低表面处理要求金属防腐涂料是一种兼具转化铁锈、溶解油污和封闭旧涂层等多种功能于一体的金属防腐涂料。它具有不低于现行高表面处理要求的涂料防腐性能，是一款“低碳”涂料。JTS低表面处理要求金属防腐涂料完美地解决了“高质、高效、低污染的高压水(包括磨料)射流金属表面处理技术”处理后的表面返锈问题。其为高压水(包括磨料)射流金属表面处理技术在我国的推广、普及奠定了基础。