我國(guó)熔結(jié)環(huán)氧粉末技術(shù)起步較晚,上世紀(jì)80年代才開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的環(huán)氧粉末及工藝,設(shè)備。天津瑞遠(yuǎn)粉末涂料有限公司在國(guó)內(nèi)率先推出了重防腐系列環(huán)氧粉末涂料,打破國(guó)外產(chǎn)品的壟斷,在國(guó)家許多重點(diǎn)工程上得到應(yīng)用,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,特別是在一些國(guó)家重點(diǎn)工程中,瑞遠(yuǎn)公司占據(jù)了重要地位,產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)良好,不僅保證了工程順利進(jìn)行,而且為國(guó)家節(jié)約了大量工程投資。
熱固性重防腐環(huán)氧粉末涂料又稱熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料,簡(jiǎn)稱熔結(jié)環(huán)氧粉末,是一種以空氣為載體進(jìn)行輸送和分散的固體涂料,將其施涂于經(jīng)預(yù)熱的鋼鐵制品表面,熔化,流平,固化形成一道均勻的涂層,簡(jiǎn)稱FBE。熔結(jié)環(huán)氧粉末的每個(gè)顆粒都均勻地包含所有組成成分,使涂敷的操作過(guò)程以及形成的涂層都具有連續(xù)穩(wěn)定的均勻性。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂裝過(guò)程無(wú)三廢污染,是一種環(huán)保型涂料,國(guó)外較早開(kāi)發(fā)于上世紀(jì)50年代,在60年代實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。由于FBE具有優(yōu)良的機(jī)械性能,抗腐蝕性能和耐久性能,所以被廣泛應(yīng)用于陸上,水下,海底等管線的防腐涂裝,為處于各種環(huán)境中的管線長(zhǎng)期低維護(hù)運(yùn)行提供了可靠的保證。40多年來(lái),經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展完善,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)走向成熟。迄今為止,全球已有20余萬(wàn)公里以上的管道使用了熔結(jié)環(huán)氧粉末,鋪設(shè)于世界各地——從陸地到海洋,從城市到鄉(xiāng)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(jié)環(huán)氧粉末的應(yīng)用實(shí)例。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層能夠在各種極端的氣候條件和苛刻的機(jī)械應(yīng)力作用,化學(xué)介質(zhì)侵蝕的環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用,足以證明熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層是一種可靠的保護(hù)涂層,經(jīng)得起實(shí)踐和時(shí)間的考驗(yàn)。
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(nèi)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(gè)共同特點(diǎn),即噴涂之前需要將工件預(yù)熱到某一溫度,使粉末一接觸即熔化,余熱應(yīng)該能使涂膜繼續(xù)流動(dòng),進(jìn)一步流平覆蓋整個(gè)鋼管表面,特別是在鋼管表面的凹陷處,以及焊縫兩側(cè),熔融的涂料流入填平,使涂層與鋼管緊密結(jié)合,較大限度減少孔隙,并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)固化,較后用水冷卻終止固化過(guò)程。
FBE的優(yōu)良特性
1）涂層具有良好的抗化學(xué)品性,抗溶劑性,能夠抵御被傳輸介質(zhì)中的H2S,CO2,O2,酸,堿,鹽,有機(jī)物等物質(zhì)的化學(xué)腐蝕,并能長(zhǎng)期接觸含鹽地下水,海水,土壤中微生物產(chǎn)生的各種有機(jī)酸等腐蝕物質(zhì)；
2）涂層堅(jiān)韌耐磨,抗沖擊性及抗彎曲性優(yōu)良,與鋼管之間有極佳的附著力,能有效防止施工中的機(jī)械損壞及使用過(guò)程中的植物根系和土壤環(huán)境應(yīng)力的損壞；
3）涂層具有良好的絕緣性,能在陰極保護(hù)作用下抵抗化學(xué)腐蝕,達(dá)到長(zhǎng)期保護(hù)的目的；
4）涂層具有很高的玻璃化溫度,應(yīng)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(wú)需底漆,固化迅速,可流水線作業(yè),涂裝效率高；
6）管道檢測(cè)和修補(bǔ)簡(jiǎn)便,涂層質(zhì)量容易控制。
FBE的分類
1）按使用方法可分為：管道內(nèi)噴涂用粉,管道外噴涂用粉,管道內(nèi)外通用粉。管道外噴涂用粉又分為：?jiǎn)螌臃?雙層粉,三層結(jié)構(gòu)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(fēng)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?？焖俟袒勰┑墓袒瘲l件一般為230℃/0.5~2min,主要用于管道外噴涂或三層防腐結(jié)構(gòu),由于固化時(shí)間短,生產(chǎn)效率高,適合流水線作業(yè)；普通固化粉末的固化條件一般為230℃/5min以上,由于固化時(shí)間長(zhǎng),涂層流平好,適用于管道內(nèi)噴涂。
FBE的防腐機(jī)理
重防腐改性環(huán)氧粉末涂料之所以有上述優(yōu)良特征,與原材料的正確選用和加工工藝是分不開(kāi)的。
1）重防腐粉末涂料的基料是改性環(huán)氧樹(shù)脂,它的結(jié)構(gòu)中含有高極性和活性的環(huán)氧基,能與金屬表面形成化學(xué)鍵且有很強(qiáng)的附著力,固化劑采用胺類和酚類物質(zhì),屬于加成固化反應(yīng),沒(méi)有小分子揮發(fā)物放出,不會(huì)形成針孔而影響涂膜防腐性,這對(duì)防腐涂料是非常重要的。
2）普通環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中,環(huán)氧基只在端基上,因此涂膜交聯(lián)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(huán)氧樹(shù)脂是酚醛改性環(huán)氧,即在雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的基礎(chǔ)上引入部分苯酚甲醛或甲酚甲醛環(huán)氧樹(shù)脂,這兩種樹(shù)脂是多官能度熱塑性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂,反應(yīng)性很強(qiáng),涂膜具有優(yōu)異的耐熱性,耐化學(xué)品性及很高的玻璃化溫度和硬度,但交聯(lián)密度大,屈撓性較差,須與雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂摻混,以生產(chǎn)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(shù)脂或多官能鄰–甲酚甲醛樹(shù)脂,線性酚醛固化劑的結(jié)構(gòu)和玻璃化溫度與雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂相似,能與環(huán)氧樹(shù)脂很好溶合,并有很好的顏填料潤(rùn)濕性。此固化劑高溫下與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)性極強(qiáng),形成的涂層柔韌致密,具有良好的物理及化學(xué)性能,適合長(zhǎng)輸管線的防腐。鄰–甲酚甲醛樹(shù)脂是一種多官能度的固化劑,與酚醛改性環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合將得到非常好的抗高溫,抗化學(xué)品性,適合石油鉆管,消防管道的防腐。
3）重防腐環(huán)氧粉末涂層固化后不會(huì)生成酯鍵,所以不會(huì)產(chǎn)生逆反應(yīng)而降低防腐效果。
4）FEB粉末一般選擇經(jīng)表面處理的鈦白粉,鉻綠,鐵紅等無(wú)機(jī)顏料。這些顏料除具有很好的防腐性能外,對(duì)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(hù),顏料的選用應(yīng)盡量避免磁性及導(dǎo)電性物質(zhì)的引入。填料主要有超細(xì)石英粉,云母,硅灰石等惰性功能填料,適當(dāng)加入有利于降低涂膜的收縮和膨脹系數(shù),并使涂層防腐性能大大提高。填料一般要用偶聯(lián)劑處理,偶聯(lián)劑分子一端與無(wú)機(jī)填料連成一個(gè)整體,提高了涂層的致密性及附著力,降低了吸水性,增強(qiáng)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(yīng)加入不同種類的助劑,以調(diào)整加熱融化時(shí)的流變學(xué)性能,膠化時(shí)間,消除膜內(nèi)及界面氣泡,并提供良好的耐水,耐熱,導(dǎo)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(fù)雜,生產(chǎn)條件要求嚴(yán)格,而且粉末涂料要經(jīng)過(guò)表面處理,這樣可以防止粉末堵槍,拉絲,結(jié)塊,老化等現(xiàn)象而不致影響粉末的施工性和貯存性。
