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橋梁用高性能XDY防腐涂料（底漆+中間漆+面漆）介紹

 

    1、 底漆
 
    現(xiàn)代化橋梁鋼結(jié)構(gòu)主體基本上采用屬電化學(xué)保護(hù)類型的底涂層，如富鋅底涂層和熱噴涂金屬底涂層。XDY富鋅底涂層分為XDY-H101環(huán)氧富鋅底漆和XDY-FF210無機(jī)富鋅底漆，而無機(jī)富鋅底漆又分為醇溶型無機(jī)富鋅底漆和水性無機(jī)富鋅底漆。電化學(xué)保護(hù)類底涂層依靠電化學(xué)保護(hù)機(jī)理保護(hù)鋼鐵基材，避免銹蝕發(fā)生。
 
    這幾類電化學(xué)保護(hù)底涂層的特點(diǎn)比較如下：
 
    (1)XDY-H101環(huán)氧富鋅涂料對(duì)表面處理及施工環(huán)境的要求相對(duì)寬松，涂料涂層的力學(xué)性能好，具有良好的電化學(xué)保護(hù)性能，但濕度高不適用，高溫高濕和低溫高濕環(huán)境更不適用。
 
    (2)XDY-FF210醇溶型無機(jī)富鋅涂料與水性無機(jī)富鋅涂料對(duì)表面處理、施工環(huán)境要求較高，在嚴(yán)格控制施工質(zhì)量的前提下，可獲得比環(huán)氧富鋅更好的防腐性能，同時(shí)具有優(yōu)良的耐介質(zhì)腐蝕性能和耐溫性能。醇溶型無機(jī)富鋅底漆需要在較高濕度(≥60%)下、較長時(shí)間(1~3d)內(nèi)完成固化；水性無機(jī)富鋅涂料對(duì)表面處理要求極高，清潔度需達(dá)到Sa3級(jí)，濕度較高的涂裝環(huán)境對(duì)涂膜固化不利。
 
    (3)熱噴金屬涂層電化學(xué)保護(hù)性能優(yōu)異，與長效型涂層體系配套構(gòu)成最長效的防腐體系。但熱噴金屬涂層對(duì)表面處理的要求嚴(yán)格，并且熱噴金屬涂層還存在環(huán)境污染、職業(yè)危害和高耗能等弊端，不符合節(jié)能減排的大趨勢(shì)。同時(shí)，金屬熱噴涂復(fù)合涂層的性能很大一部分還取決于封閉涂層及配套涂層的性能及施工工藝，而配套和施工不到位引起的涂料涂層早期失效的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
 
    上述4類底漆在現(xiàn)代化橋梁建設(shè)中均有使用。目前，鐵路橋梁基本上采用環(huán)氧富鋅底漆，如武漢天興洲大橋、南京大勝關(guān)大橋等，只有少量采用水性無機(jī)富鋅底漆。對(duì)于公路橋梁，環(huán)氧富鋅底漆、醇溶型無機(jī)富鋅底漆及熱噴金屬涂層均有采用，也有少量采用水性無機(jī)富鋅底漆。
 
    對(duì)于富鋅涂料有以下幾點(diǎn)說明：
 
    (1)無機(jī)富鋅涂料由于孔隙度大，直接噴涂厚漿型環(huán)氧云鐵中間漆容易產(chǎn)生針孔等涂層缺陷，所以一般要采用過渡型封閉底漆。
 
    (2)經(jīng)典的醇溶型無機(jī)富鋅底漆施工后，漆膜干燥很快，表觀上漆膜已經(jīng)固化，但是涂膜的完全固化需要在相對(duì)濕度大于60%的環(huán)境下，養(yǎng)護(hù)1~3d才能完成。
 
    (3)干膜中鋅粉含量和干膜中金屬鋅含量的區(qū)別。干膜中鋅粉含量是配方設(shè)計(jì)值，是鋅粉含量與涂料所有成膜組分質(zhì)量的比值；不揮發(fā)分中金屬鋅含量是試驗(yàn)值，是指配方中單質(zhì)金屬鋅與涂料不揮發(fā)分的比值。不揮發(fā)分中金屬鋅含量與鋅粉的純度和實(shí)驗(yàn)誤差有關(guān)。通常情況下，環(huán)氧富鋅涂料干膜中鋅粉含量大于80%時(shí)，干膜中金屬鋅含量才能達(dá)到70%。
 
    (4)鱗片狀富鋅底漆的鋅粉含量要求。采用鱗片狀鋅粉制備的富鋅底漆比一般純球型鋅粉制備的富鋅底漆鋅粉含量要低，一般規(guī)定：純鱗片狀鋅粉的不揮發(fā)分中金屬鋅含量≥40%，球/片結(jié)合型的不揮發(fā)分中金屬鋅含量≥60%。雖然鱗片狀富鋅底漆鋅粉含量大大降低，但漆膜的電流導(dǎo)通性大大加強(qiáng)(漆膜表面電阻率≤1×105)。這是由于涂膜中鱗片狀鋅粉的面接觸代替了球狀鋅粉的點(diǎn)接觸所致，過高的鱗片狀鋅粉含量反而使片狀鋅粉難以平行搭接，孔隙度增大，防腐性能下降。
 
    除了電化學(xué)保護(hù)底漆外，還有一類鈍化緩蝕型底漆。鐵路橋上普遍采用醇酸紅丹防銹底漆，但由于紅丹防銹漆對(duì)人體有極大的危害，在歐美已被禁用。我國2009年制訂的《石油和化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)意見》中明確指出，要加快淘汰紅丹防銹漆。為適應(yīng)環(huán)保和職業(yè)健康要求，JT/T722推薦了環(huán)保型的鈍化緩蝕型環(huán)氧磷酸鋅防腐底漆。
 
   2、 中間漆
 
    目前，橋梁用中間涂層基本上都是環(huán)氧云鐵中間漆。片狀云母氧化鐵延長了腐蝕介質(zhì)的滲透路徑，提高了涂層的屏蔽效果，并且片狀結(jié)構(gòu)填料吸收內(nèi)應(yīng)力，增強(qiáng)了涂層的力學(xué)性能。與成膜環(huán)氧樹脂優(yōu)異的力學(xué)性能和防腐性能相匹配形成的環(huán)氧云鐵中間漆，是目前最常用的長效型防腐涂層體系中間涂層。市場上的環(huán)氧云鐵中間漆有幾個(gè)類型：按涂裝厚度可分為薄涂型和厚涂型，薄涂型一道40~60μm，厚涂型一道100~150μm；按云鐵灰的加入量和制備工藝可分為兩大類，一類以云鐵灰為主要填料，復(fù)配少量的鋁粉、硫酸鋇等填料攪拌而成；另一類是選擇其他顏填料研磨至規(guī)定細(xì)度后，再加入云鐵灰攪拌而成。環(huán)氧云鐵的質(zhì)量與固化劑的品質(zhì)，云鐵灰、鋁粉的含量和片狀結(jié)構(gòu)以及顏填料的分散性有關(guān)。
 
    3、面漆
 
    當(dāng)前國內(nèi)橋梁鋼結(jié)構(gòu)主體工程基本上采用高耐候性面漆。由于氯化橡膠在生產(chǎn)過程中污染環(huán)境，國外已逐步淘汰。雖然丙烯酸面漆單組分施工方便，但固體含量低、VOC含量高，不符合國家環(huán)保政策導(dǎo)向。上述兩種涂料在現(xiàn)代橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐中很少使用。現(xiàn)代化橋梁面漆主要采用丙烯酸聚氨酯面漆，但國內(nèi)橋梁逐步采用耐候性更加突出的XDY-F氟碳面漆代替丙烯酸聚氨酯面漆。大型鐵路橋梁的主體結(jié)構(gòu)基本上采用氟碳涂層，有少部分采用灰鋁粉石墨醇酸面漆。而大型公路橋梁氟碳漆也占到接近一半的市場份額，并有擴(kuò)大的趨勢(shì)。國內(nèi)也有少部分公路橋梁采用耐候性同樣突出、更加環(huán)保的聚硅氧烷面漆。雖然氟碳面漆的應(yīng)用在逐步擴(kuò)大，但并不是說丙烯酸聚氨酯涂料已經(jīng)過時(shí)，質(zhì)量優(yōu)良的丙烯酸聚氨酯涂料也可以維持15年甚至20年以上的使用壽命，國外有很多這樣的實(shí)例。實(shí)際上，歐美國家還在普遍采用丙烯酸聚氨酯涂料。
 
    常溫固化XDY-F氟碳涂料用樹脂是由三氟氯乙烯或四氟乙烯與乙烯基醚或乙烯基酯單體共聚而成，并復(fù)配帶羥基和羧基的乙烯基功能單體。按照單體共聚的類型，目前國內(nèi)市場化的FEVE產(chǎn)品包括3類：三氟氯乙烯–醋酸乙烯酯共聚物、四氟乙烯–乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯–乙烯基醚共聚物。目前，由于價(jià)格問題和市場競爭的不規(guī)范，導(dǎo)致三氟氯乙烯–醋酸乙烯酯類型用量最大，四氟乙烯–乙烯基醚也有一定的市場，三氟氯乙烯–乙烯基醚的用量較少。
 
    工程聚硅氧烷涂料采用有機(jī)改性聚硅氧烷樹脂作為成膜物，結(jié)構(gòu)上的顯著特點(diǎn)是有機(jī)–無機(jī)混接雜化，有機(jī)硅成分最少在50%以上，最好的達(dá)到70%。以有機(jī)硅成分為主體保證其耐候性，拼入一定的丙烯酸或環(huán)氧改性樹脂以提高其成膜性能和力學(xué)性能。工程聚硅氧烷涂料分為環(huán)氧聚硅氧烷和丙烯酸聚硅氧烷兩大類。聚硅氧烷涂料為外資企業(yè)所壟斷，在橋梁領(lǐng)域有少量應(yīng)用，它的最大優(yōu)勢(shì)是環(huán)保，但是施工環(huán)境、施工工藝條件對(duì)其涂膜質(zhì)量的影響較大，使其使用受到一定的限制。
 
    幾類耐候面漆的綜合性能比較見下表。

 

幾類耐候面漆的綜合性能比較

 
    乙烯基醚型XDY-F氟碳樹脂具有最優(yōu)異的耐候性能，丙烯酸聚硅氧烷的耐候性與醋酸乙烯酯型XDY-F的耐候性相當(dāng)，而環(huán)氧聚硅氧烷的耐候性稍微差一些，但也明顯好于丙烯酸聚氨酯面漆。從防腐蝕性能上考察，環(huán)氧聚硅氧烷和乙烯基醚型FEVE樹脂最優(yōu)，而丙烯酸聚硅氧烷和醋酸乙烯酯型XDY-F要稍弱一些。
 
    從施工工藝性能上，丙烯酸聚氨酯最優(yōu)，聚硅氧烷涂料對(duì)施工環(huán)境的敏感性較高。聚硅氧烷涂料最大的施工優(yōu)點(diǎn)是厚膜施工，但現(xiàn)代化橋梁一般需要2道施工；因此，它在這方面的施工優(yōu)越性無法體現(xiàn)。從環(huán)保性能方面考慮，XDY-Q509聚硅氧烷涂料以高的體積固含量、不含異氰酸酯固化劑而具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

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