新型阻燒延耐高溫車間底漆的應(yīng)用開發(fā)與研究

1、新型耐高溫阻燒延車間底漆的開發(fā)與應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)告新型耐高溫阻燒延車間底漆的開發(fā)與應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)告張濤1，張中秋1，張馳1，吳小成2，王曉民2，杜貴鉛2，郭利雄2(1.廣州中國(guó)科學(xué)院工業(yè)技術(shù)研究院，2.廣州中船龍穴造船有限公司；511458)摘要：要：通過改良優(yōu)化配方，產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)成功制備出新型耐高溫阻燒延車間底漆，耐高溫達(dá)1200℃，燒延面積小，焊接性能好，大大減少二次除銹重涂的工作量，在很大程度上降低制造成本；耐高溫阻燒延車間底漆施工操作簡(jiǎn)單

2、、方便、環(huán)保，并且采用醇類溶劑作為稀釋劑，對(duì)操作工人身體無毒害。該材料填補(bǔ)國(guó)內(nèi)車間底漆應(yīng)用中的諸多不足，具有廣闊的市場(chǎng)前景和很高的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：車間底漆；耐高溫性；阻燒延性；二次除銹重涂Abstract:Thenewshopprimerwhichhasexcellenthightemperatureresistantperfmanceoutstingburntextendresistantperfmancewass

3、uccessfullypreparedthroughimprovedfmulaproductoptimizationupgrading.Thewkloadofsecondaryrustcleaningrecoatmanufacturingcostwerecuttothebonecausethisnewshopprimerhasanexcellenthightemperatureresistance(canarrive1200℃)smal

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5、opprimerwillbewidemarketvasteconomicsocialefficiency.Keywds:shopprimerhightemperatureresistanceburntextendresistancesecondaryrustcleaningrecoat1.引言引言車間底漆，又稱預(yù)處理底漆或者保養(yǎng)底漆，是鋼板或者型鋼經(jīng)拋丸預(yù)處理后在流水線上噴涂的一層防護(hù)涂料。車間底漆的主要作用是為經(jīng)過預(yù)處理的鋼材提供保護(hù)

6、，防止鋼材在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工，甚至到船臺(tái)合攏期間產(chǎn)生銹蝕，從而大大減輕分段或船臺(tái)涂裝的工作量。因此被廣泛應(yīng)用于海洋船舶、海上石油平臺(tái)、跨海大橋等大型鋼結(jié)構(gòu)的建造上[14]。依據(jù)GBT67472008的規(guī)定，船用車間底漆分為含鋅粉和不含鋅粉兩類。含鋅粉底漆常用的有環(huán)氧富鋅底漆和無機(jī)鋅底漆(又稱硅酸鋅底漆)；不含鋅粉底漆常用的是磷化底漆和環(huán)氧無鋅底漆。國(guó)內(nèi)造船企業(yè)多近海岸，周期較長(zhǎng)，需要6~12月不等，且多為露天建造，因此，造船主要采用防腐

7、蝕性能更佳的含鋅底漆。而其中，無機(jī)鋅底漆以其優(yōu)良的導(dǎo)電性、防銹性、快干性，適應(yīng)工廠車間預(yù)涂流水線作業(yè)的要求而被廣泛使用[5]。目前，國(guó)內(nèi)普遍使用的普通無機(jī)鋅車間底漆的效果并不十分理想[5]，焊切時(shí)在400℃左右時(shí)就會(huì)汽化，變得千瘡百孔，防護(hù)層很快失效。由于在焊切部位的漆膜有較大面積的損害而生銹；即使在漆膜完整的區(qū)域，在放置一段時(shí)間后也會(huì)有較多的“白銹”出現(xiàn)，因此增加了二次處理的時(shí)間和工料?！髡吆?jiǎn)介作者簡(jiǎn)介：張濤，

8、男(1986)，北京科技大學(xué)碩士畢業(yè)，現(xiàn)從事新材料開發(fā)及海洋腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究。Emai:angiezt@本文中的耐高溫阻燒延車間底漆是為適應(yīng)現(xiàn)代造船業(yè)技術(shù)要求而設(shè)計(jì)研發(fā)的新一代車間底漆。其顯著特點(diǎn)是：漆膜耐熱性能優(yōu)異、防銹性能優(yōu)良，對(duì)焊接、切割無不良影響，施工性能良好。由于焊接、切割和火工校正部位的涂層燒損面積極小，可大大降低二次除銹和重涂面積，有利于降低造船成本，縮短造船周期。同時(shí)，由于涂層具有極好的耐熱性能，切割或焊接作業(yè)時(shí)，幾乎

9、不產(chǎn)生煙霧，可以有效防止操作工人患上“鋅熱病”，從而降低職業(yè)病的危害。2.實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法2.1耐高溫阻燒延車間底漆的制備耐高溫阻燒延車間底漆的制備2.1.1A組分組分(轉(zhuǎn)化液轉(zhuǎn)化液)的制備的制備將聚硅酸乙酯(Si40)與乙醇、異丙醇按一定比例混合，加入一定量的氯化鋅(ZnCl2)試劑，在緩慢攪拌的條件下滴加5%磷酸丁醇(或鹽酸丁醇)溶液，直至ZnCl2完全溶解，此時(shí)，聚硅酸乙酯開始水解，停止攪拌，放置24h后包裝。2.1.2B組分組分

10、(漆料漆料)的制備的制備首先，將乙醇、正丁醇按一定比例配成混合溶劑，在不斷攪拌的情況下，緩慢加入聚乙烯醇縮丁3為了驗(yàn)證耐高溫阻燒延耐車間底漆的工藝性能，圖3是現(xiàn)場(chǎng)工程師對(duì)涂裝傳統(tǒng)車間底漆(a)和耐高溫阻燒延車間底漆(b)的鋼板進(jìn)行氧乙炔火焰切割試驗(yàn)。圖3阻燒延耐高溫車間底漆氧乙炔火焰切割試驗(yàn)阻燒延耐高溫車間底漆氧乙炔火焰切割試驗(yàn)從圖中可以明顯看出傳統(tǒng)車間底漆在經(jīng)過火焰切割后單邊燒延為4cm，雙邊燒延為8cm；而耐高溫阻燒延車間底漆的單邊

11、燒延僅為1cm，雙邊燒延僅為2cm。因此，耐高溫阻燒延車間底漆比傳統(tǒng)車間底漆的阻燒延性能提高了75%。并且傳統(tǒng)車間底漆在進(jìn)行氧乙炔火焰切割時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧，嚴(yán)重影響工人的身體健康；而耐高溫阻燒延車間底漆在進(jìn)行切割時(shí)幾乎不產(chǎn)生煙氣，既保護(hù)了工人身體健康，也減少了鋅的汽化量，使涂層能夠?qū)奶峁╅L(zhǎng)效保護(hù)。耐高溫阻燒延車間底漆是在傳統(tǒng)車間底漆的基礎(chǔ)上通過技術(shù)集成創(chuàng)新、產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)，針對(duì)傳統(tǒng)車間底漆的種種缺陷而設(shè)計(jì)研發(fā)的，通過不斷地配方優(yōu)化試驗(yàn)

12、，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，使產(chǎn)品的性能不斷提升。因此，耐高溫阻燒延車間底漆有著較強(qiáng)的實(shí)用性和對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的替換性。4.結(jié)果與討論結(jié)果與討論耐高溫阻燒延車間底漆之所以比傳統(tǒng)的車間底漆在性能上有很大的提高，主要是因?yàn)槟透邷刈锜榆囬g底漆通過新材料的開發(fā)與應(yīng)用，突破了傳統(tǒng)車間底漆所遇到的技術(shù)瓶頸。首先，采用磷酸水解聚硅酸乙酯。傳統(tǒng)的硅酸乙酯的水解一直都是以鹽酸為催化劑，但是，鹽酸是一種強(qiáng)酸，并且在水解后的硅酸乙酯溶液中會(huì)有氯離子的殘留，

13、由于氯離子對(duì)金屬有著較強(qiáng)的腐蝕作用，因此，用鹽酸水解的硅酸乙酯配制成的車間底漆會(huì)首先受到氯離子的腐蝕，并且是從涂層內(nèi)部腐蝕，更容易使涂層失效；而磷酸是一種弱酸，并且對(duì)金屬有磷化作用，使金屬表面生成一層磷化膜，可以和涂層一起對(duì)金屬進(jìn)行保護(hù)，因此，新型耐高溫阻燒延車間底漆能夠保護(hù)鋼材長(zhǎng)達(dá)6~12個(gè)月。其次，硅酸乙酯水解液是一種無機(jī)硅樹脂。無機(jī)硅樹脂具有耐高溫、硬度高等特點(diǎn)，但同時(shí)脆性較大；而有機(jī)硅樹脂是一種以SiOSi為主鏈的線型聚合物，具

14、有突出的熱穩(wěn)定性和很好的柔韌性。新型耐高溫阻燒延車間底漆采用有機(jī)硅樹脂改性硅酸乙酯為基料，涂層有良好的結(jié)合力和優(yōu)異的柔韌性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的無機(jī)鋅車間底漆附著力和柔韌性欠佳的缺陷。再次，新型耐高溫阻燒延車間底漆采用琺瑯質(zhì)材料(TM490、TM560)作高溫二次成膜物。普通硅樹脂最高使用范圍300~400℃，超過此溫度范圍，硅樹脂就會(huì)逐漸分解失效。而高溫二次成膜劑恰好接續(xù)了硅樹脂膜在高溫下的失效過程形成新的保護(hù)膜(一種瓷膜)。并且在熔融狀態(tài)的

15、瓷膜包覆著鋅粉粒子，隔絕空氣，阻止鋅粉的氧化，在氧乙炔火焰切割或焊接時(shí)幾乎不產(chǎn)生煙霧，大大改善了工人的作業(yè)環(huán)境，同時(shí)也減少了環(huán)境污染。因此，推廣使用新型耐高溫阻燒延車間底漆，可以體現(xiàn)企業(yè)“以人為本，保護(hù)環(huán)境”的綠色經(jīng)營(yíng)理念。5.結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)綜上所述，新型耐高溫阻燒延車間底漆采用耐高溫樹脂作為成膜物、降低鋅粉含量，通過有機(jī)硅樹脂對(duì)聚硅酸乙酯改性，并且以琺瑯質(zhì)材料為高溫二次成膜劑，使涂層體系具備了優(yōu)異的工藝性能。涂層的耐熱性能達(dá)到1200℃