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FEVE氟碳涂料的喷涂技术

文章出处:未知作者:admin发表时间:2020-11-03 12:56
氟碳涂料目前已广泛应用于桥梁、石油化工(包括海洋工程)、电力、港口建设、建筑及建筑钢结构等基础设施。在重防腐涂料配套中作高性能的面漆,具有Economy(经济)、Efficiency(效率)、Ecology(生态)、Energy(能源)的“4E”性能和优势,在一些大型、重要的工程得到了良好的应用。
氟碳涂料的性能优势
环保性能主要体现在4 个方面。
2.1 提高了涂层的耐久性
在严重污染、腐蚀环境条件下,氟碳面漆具有超强的保色保光性,附着力强、耐洗刷,可作为保护和装饰面漆使用。由于其表面能低,漆膜还具有良好的抗沾污性。近几年来,通过ISO 12944 及GB/T 30790 的宣贯,从设计到业主已用全寿命分析(LCCA)法的创新理念来纠正涂装工程中一次性投资少,全寿命支出高的状况。配套涂层的长寿命是最大的节能与环保。
2.2 减少了有毒有害成分的排放
在国家政策的导向下,国内外涂料厂家,积极开发许多新颖的氟碳面漆,使产品的环保指标尽量符合国家的相关规定。
(1)VOC 的控制
一般氟碳面漆的VOC>500g/L。Jotun、Kansai 公司研制了高固体含量的氟碳面漆,用于港珠澳大桥的涂层配套,VOC≤420g/L。
(2)高性能无公害原材料的应用
现代涂料在环保、安全上的要求逐步提高,国际、国内的涂料厂商在配方设计中,尽量减少有害有毒原材料的使用。
(3)氟碳涂料的水性化
水性涂料具有健康环保、使用安全、节约资源的优势。按照我国规划,水性涂料是大力发展的涂料品种。我国在松花江大桥、三峡大坝翻新工程中,已成功应用了水性氟碳面漆,但水性氟碳涂料在涂层的力学性能、防腐蚀性能和施工工艺以及价格上尚需进一步加强与提高。
2.3 配套性能优异
遵照“全寿命经济分析”(Full life economic analysis)设计思想,设计单位必须设计性价比高的涂层配套。同时依据ISO 12944-2、ISO 12944-5 标准的有关规定,配套方案在特定的腐蚀环境下应符合对涂层使用寿命的规定。在重防腐涂装行业,一般采用底、中、面漆配套方案。底漆有环氧富锌底漆、环氧磷酸锌底漆、醇溶型无机富锌底漆、水性无机富锌底漆等。另外新颖的环氧通用底漆、低表面处理环氧漆、单组分湿固化聚氨酯富锌底漆等也可以作为配套底漆。中间漆一般为环氧云铁等品种。面漆为聚氨酯面漆或高性能的氟碳面漆等。各涂层之间良好的配套性能,是发挥配套涂层防腐蚀性能的关键。根据海虹老人涂料公司在北海油田的调查,以及LCCA 计算显示,采用高性能的配套涂料,总体可节省25%~40%成本支出。
2.4 应用范围广
氟碳涂料不仅可用在钢结构防腐配套上,它也是混凝土表面防碳化的最好材料。氟碳涂料还可以作为装饰面漆用于锌、铝合金等非铁金属表面、水泥石棉板、木板及其他刚性表面。
3 氟碳面漆的涂装施工
氟碳涂料的施工性能是由其内在品质决定的。由涂料厂家拟定的施工技术参数,是涂料技术指标的一部分。它包括对基材表面处理的要求、涂料固含量、一次无气喷漆的推荐厚度、双组分涂料熟化期和开放时间、自身及配套涂层的最大、最小的复涂间隔时间、各种温度下固化干燥时间、施工环境允许的温(湿)度、推荐的喷涂方法、无气喷漆的各种技术参数、边缘覆盖性能等。上述技术参数应详细标示在产品说明书中,它们是拟定涂装工艺的基础,是涂装管理的依据。在提高涂料的涂装施工性能方面,我国涂料厂与国际大公司的同类产品有一定的距离。近年来,行业内重视了这项工作,加大了对涂装技术的研究,作为涂料制造技术的主攻方向,涂装技术已成为多学科、知识面交叉、科技含量高的现代化工程技术。
3.1 涂装工艺流程设计
拟定涂装工艺流程是涂装设计最重要的部分,贯穿在整个工程的每个环节之中,关系到工程的质量与成本。涂装工艺流程设计的依据有3条:一是设计与业主规定的涂层配套方案;二是工厂涂装流水线的实际工艺流程;另外,最主要的是氟碳涂料的施工性能。以上3 个方面互为贯通,融为一体,才能获得涂装工程的成功。图1为常规桥梁制造工厂的涂装工艺流程。
图1 桥梁钢结构涂装工艺流程


3.2 表面处理
氟碳面漆应复涂在推荐的防锈底漆、中层漆之上。待涂表面应清洁、干燥且无污染物。除去已涂表面所有的缺陷,如流挂、干喷或橘皮等。所有表面应按ISO 8504∶2000标准判定。若环氧中层漆的漆膜长期暴露在大气环境下,除清洁表面外,还必须作拉毛处理。对于破裂、损坏等区域应处理至ISO 8501-1 St3级,并用相应的底漆、中间漆修补至合格。在规定的复涂间隔时间内施工。
3.3 涂装间隔时间
涂装间隔时间是重防腐涂料涂装中最重要的技术指标。在配套涂料中,每种涂料都有它们的最小、最大的涂装间隔。随着涂料制造技术的发展,不少厂家的涂料已经没有最大涂装间隔时间限制。但若有涂装最大间隔时间限制的,应严格遵守。若在最大的涂装间隔时间外复涂施工,而不作任何的处理,复涂上去的氟碳面漆涂层会出现脱落等现象,2道氟碳面漆之间的涂装间隔时间的控制更为重要。同样地,随着涂料技术的发展,大多数氟碳面漆自身复涂的最大涂装间隔也是无限制。
涂料说明书上出具的复涂间隔是推荐膜厚和常规条件下的一般性指导数据。在低温和不良的气候环境条件、通风不良的情况下,氟碳涂料的复涂间隔时间均需相应延长。膜厚控制显得更加重要,美国PPG公司经过实验得到如下结论:喷后的涂层若平均膜厚超过推荐膜厚的50%,最短复涂间隔则相应延长至1.5倍;平均膜厚超过100%,最短复涂间隔则延长至2.5倍。特别值得一提的是,氟碳涂料的预涂与第1道面漆之间的复涂间隔,若不合理掌握,造成的后果将十分严重。
3.4 无气喷涂技术
关西、佐敦等公司在氟碳面漆施工时,均由技术服务人员把好混合与稀释关。主要措施有:按规定的比例混合,不要混淆体积比与重量比的概念;需配备风动搅拌机,双组分混合均匀后,继续搅拌2min;氟碳面漆的混合适用期20℃下一般为5h;气温高于30℃,开放时间缩短。超过开放时间的漆料,必须作废料弃之,不能再用。需使用专用的稀释剂,同一厂家的不同类型的稀释剂,及不同厂家同类产品的稀释剂,均不能互用。
氟碳面漆适用于刷涂、有气喷涂、无气喷涂等方法。刷涂用于角落、切割边、电焊缝等小面积的预涂装。为加快生产效率、保证涂层质量、控制膜厚,推荐使用无气喷涂法,主要的技术指标参数见表1。
表1 氟碳面漆无气喷涂技术条件、参数



特别值得一提的是,氟碳涂料是高性能面漆,价格昂贵,一般需分2道喷涂达到规定的膜厚要求,掌握无气喷漆技术条件、控制好膜厚,一次膜厚≤50μm(干膜),这是节能环保的重要措施。
3.5 氟碳面漆施工环境条件
由于氟碳面漆的B组分是脂肪族异氰酸酯,能与环境中的湿气发生反应。在20℃条件下,施工16h内,相对湿度应控制在65%左右,以免影响涂层的附着力。气温低于冰点时,注意表面结冰影响附着力。底材温度需高于露点温度3℃。最低固化温度各个厂家有所不同,一般为-10~5℃。在非敞开空间内施工时,必须有良好的通风条件,以确保涂层正常干燥。
4 重点工程氟碳面漆涂装技术分析
2008年前后,使用氟碳涂料面漆的2个重点钢结构工程出现了涂层早期锈蚀,究其原因,大多是由涂装技术和涂装管理不到位所引起。为发挥氟碳面漆的最大作用,提高其涂装技术,现对这2个重点工程的涂装进行分析并提出一些观点和看法,仅供参考。
1)某大桥护栏工程
此钢结构工程处于C4-C5海洋性大气腐蚀,业主和设计单位的配套方案见表2。
表2 某跨海大桥钢结构护栏涂层配套方案



按照ISO 12944 国际标准判断,这个配套方案是正确的。上述配套涂层的使用寿命也可达到15a,即达到ISO 4628 Ri3 级、锈蚀面积为1%。但当时业户、设计、监理等超乎寻常地提出了涂层寿命要保50a。结果3a不到,高性能的氟碳面漆就出现了严重褪色、失光、电焊缝及钢结构角隅及边缘锈蚀严重的现象。总的锈蚀面积已超过1%。第3a开始不得不重涂大修,损失惨重。
分析后认为配套涂装上有如下问题:
① 涂层配套方案中,涂料不是同一家的产品
从表7可见,底漆、中涂漆是同一家产品,氟碳面漆是另一家的产品,事先技术方面也没有做过相关的配套性试验,而盲目配套,这是无法保证涂层质量的,也不符合ISO 12944—1998 等国内外相关标准。
② 涂装工艺不规范
按照规范的操作程序,涂装施工单位必须出具涂装施工设计书,交业主、设计、监理单位,并抄送涂料供应商。施工方和供货方双方密切合作,保质保量,完成涂装工程。
但某大桥护栏涂装工艺流程不规范,环氧云铁中层漆在车间涂装后,钢构件运输到大桥现场,2道氟碳面漆拼成1道在现场喷涂施工。现场风大,又是不规范的自动喷涂,使氟碳面漆的膜厚无法保证。
③ 环氧云铁中层漆的最大复涂间隔时间
配套中,当时A家生产的环氧云铁中层漆说明书中,明确表明最大涂装间隔时间是3个月。施工氟碳面漆时已超过了涂装最大间隔时间,而现场又未做任何处理,很难保证氟碳面漆的附着力。
④ 钢结构表面处理不到位
特别是桥上安装后,电焊缝、各种接头、涂层破损处等均未作打磨处理,未补涂环氧富锌底漆、环氧云铁中层漆,在“白锈”、“红锈”上直接喷涂上了氟碳面漆。
⑤ A、B 两家技术服务人员水平不符合要求
现场的涂料厂家的技术服务人员,是涂料厂家的形象代表,他们不仅需对涂装施工进行技术指导,及时解决施工中问题,沟通协调业主、总包、涂装分包、监理等诸方面关系等,他们的工作十分重要,是涂料产品重要的增值内容,所以国际大公司涂装技术服务费用约占涂料成本的12%~15%。但是A、B 两家技术服务人员均未尽上述责任。
2)北京某经典国家工程
业主和设计出具的该工程的配套方案(见表3)是完全正确的。
表3 北京某经典工程涂层配套方案



在北京C3 的大气腐蚀环境下,基本可以达到业主提出的25a“美丽外衣”的要求。但不到1a 涂层就出现了严重的漆膜弊病。经调查,主要原因有:
① 表面处理质量差
无机富锌底漆对表面处理的要求较高, 必须经过抛丸或喷砂,达到ISO 8501 Sa2.5~Sa3 级,但由于工期紧,很多部位的钢材表面未作任何处理,剥离脱落下来的漆膜底层布满油污和锈迹;电焊缝、切割边、火工校正部位、涂层破损处等均未作任何打磨处理、预涂和补涂,特别是楼梯等跳焊部位更是“锈水长流”。
② 氟碳面漆的无气喷涂技术不到位
由于钢构件结构复杂,以角钢、方管为主,选择了错误的无气喷涂的喷嘴喷幅,不仅造成涂料浪费,而且天热时,造成“干喷”,氟碳面漆是扬上去的,漆面粗糙,沾污灰尘,洗不干净。
        ③ 技术服务人员的专业水平有限
 由于技术服务人员的专业水平有限,为迎合赶工期需要,不惜牺牲涂料公司的利益。
5 结语
氟碳涂料以其优异的综合性能在重点工程和标志性建筑等领域获得了成功的应用。但涂料的高品质只是一个重要方面,另一个重要方面就是涂装全过程的工艺控制和质量管理。在大量的成功范例的背后,在涂装环节由于疏忽或不规范而造成的质量事故和经济损失也是现实存在的。氟碳涂料如此,其他类型的涂料在涂装方面需要注意的问题存在共性,需要高度重视。

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