什么是無溶劑液體環(huán)氧涂料

1、無溶劑環(huán)氧涂料的組成

無溶劑環(huán)氧涂料是采用低粘度環(huán)氧樹脂、顏填料、助劑等經(jīng)高速分散和研磨而制成漆料，以低粘度改性胺作為固化劑而組成的雙組份反應(yīng)固化型防腐涂料。

無溶劑環(huán)氧涂料的主要組成如下表：

組份	主要原材料	說明
漆料組份	低分子量低粘度環(huán)氧樹脂	雙酚A或雙酚F環(huán)氧樹脂，分子量越低越易制得低粘度的無溶劑環(huán)氧涂料。
	反應(yīng)型活性稀釋劑	一些低粘度環(huán)氧化合物，參與成膜反應(yīng)； 活性稀釋劑的添加雖然可以降低無溶劑環(huán)氧涂料的粘度而便于施工，但會導(dǎo)致交聯(lián)密度降低而降低涂層的性能； 不使用活性稀釋劑的無溶劑環(huán)氧涂料粘度很高，而只能采用雙管進(jìn)料加熱無空氣噴涂方式施工。
	著色顏料	用于調(diào)配所需的顏色，用于無溶劑環(huán)氧涂料的著色顏料應(yīng)考慮對其所接觸的介質(zhì)的穩(wěn)定性。
	功能性顏填料	一些吸油量低的顏填料特別適合用于無溶劑環(huán)氧體系。如采用石英粉為主要填料制成無溶劑環(huán)氧石英漆，加入片狀玻璃鱗片可增加涂層的抗?jié)B透性和機(jī)械性能，加入金屬氧化物系導(dǎo)電介質(zhì)可制成用于可燃液體儲罐內(nèi)壁的無溶劑環(huán)氧導(dǎo)靜電涂料。
	功能助劑	包括防沉劑、消泡劑、分散劑、流平劑、偶聯(lián)劑及其它一些具有特殊功能的助劑。
固化劑組份	低粘度胺類固化劑	固化劑的粘度影響混合后無溶劑環(huán)氧涂料的粘度和施工性能； 固化劑的凝膠時間（反應(yīng)活性）決定了無溶劑環(huán)氧涂料的操作期（Pot Life）和干燥時間； 一些特種固化劑還能賦予涂層特殊性能。

 

2、無溶劑環(huán)氧涂料的特性

無溶劑環(huán)氧涂料與溶劑型環(huán)氧涂料產(chǎn)品的最大區(qū)別，在于涂料制造及施工應(yīng)用過程中不需采用揮發(fā)性有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，低粘度的胺固化劑、液態(tài)的環(huán)氧樹脂經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)固化而形成的涂層具有非同一般的特性。

附：無溶劑環(huán)氧涂料相關(guān)性能標(biāo)準(zhǔn)

HG/T 4337-2012 鋼質(zhì)輸水管道無溶劑液體環(huán)氧涂料

QCNPC-GD 0291-2006 埋地鋼質(zhì)管道無溶劑液體環(huán)氧防腐層技術(shù)規(guī)范

GB/T31361-2015無溶劑環(huán)氧液體涂料的防腐蝕涂裝

典型的無溶劑環(huán)氧涂料技術(shù)要求（注：從其凝膠時間和干燥時間要求來看，這種無溶劑環(huán)氧涂料只適合雙進(jìn)料熱噴涂施工）：

檢測項目		單位	性能指標(biāo)	試驗方法
顏色及外觀		-	顏色均勻、漆膜平整	目測
表干		min	≤60	ASTM D1640
實干		h	≤6	ASTM D1640
研磨細(xì)度		μm	≤100	ISO1524
固體含量		％	≥95	ASTM D2697
凝膠時間		min	≥10	BS2782－8
附著力		級	1	CSA－Z 245.20
沖擊強(qiáng)度		J	≥8	ASTM G14
陰極剝離（65℃，48h）		mm	≤8	ASTM G42
陰極剝離（90℃，30d）		mm	≤20	ASTM G42
粘結(jié)強(qiáng)度（拉伸）		MPa	≥10	ASTM D4541
體積電阻率		Ω*m	≥1×1012	ASTM D257
工頻電氣強(qiáng)度		KV/mm	≥20	ASTM D149
硬度（shore D）		-	≥85	ASTM D2240
1.50柔韌性（-30℃）		-	無裂紋和脫層	CSA－Z 245.20
耐磨1kg/1000轉(zhuǎn)/CS-17砂輪		mg	≤110	ASTM D4060
耐化學(xué) （室溫，30天）	10%H2SO4	-	顏色改變，不脫落	ASTM G20
	10%NaOH	-	漆膜完整
	3%NaCI	-	漆膜完整
凍融循環(huán)（-50±3℃，20±5℃，10cycles）		-	無裂紋	ASTM  6944
浸水（90℃，120d）		-	漆膜完整	ASTM D870

 

2.1施工安全和環(huán)保節(jié)能

由于普通溶劑型環(huán)氧漆含有超過30%以上的可揮發(fā)性有機(jī)溶劑，即使是高固體份的環(huán)氧漆，可揮發(fā)的有機(jī)物含量（VOC）也有10%以上。這些有機(jī)溶劑在涂裝和干燥過程中揮發(fā)，與空氣混合可形成了爆炸性混合氣體。一些密閉場所（如儲罐內(nèi)壁等）進(jìn)行涂裝施工作業(yè)時，必須進(jìn)行強(qiáng)制大量通風(fēng)，安全管理部門需定期測量施工過程中罐內(nèi)壁的氧氣含量和可燃?xì)怏w濃度，氧含量在18%以上，可燃?xì)怏w濃度低于爆炸下限10%方可進(jìn)行涂裝作業(yè)，這樣方能避免獨山子儲油罐爆炸類似事件的發(fā)生。而使用無溶劑環(huán)氧漆由于揮發(fā)性溶劑極少，對通風(fēng)量的要求大大降低。

另外，有機(jī)溶劑多數(shù)是有毒有害物質(zhì)，對人體均有不同的毒害作用，為了保證施工人員的身體健康，必須限制其在空氣中的含量。在涂料中有機(jī)溶劑含量越高，需要補(bǔ)充新鮮空氣的量也越多，即要求通風(fēng)量越大，使用無溶劑環(huán)氧漆就意味著可以減少這部分通風(fēng)量。
     必須強(qiáng)調(diào)的是使用無溶劑環(huán)氧涂料最突出的優(yōu)點，能夠減少有機(jī)溶劑揮發(fā)對空氣的污染。當(dāng)前世界各國對環(huán)境的要求越來越高，尤其是一些發(fā)達(dá)國家，對涂料中的揮發(fā)性有機(jī)化合物的含量（VOC）均給予了限制，對揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放也給予了限制。我國作為一個發(fā)展中國家，為了趕超世界先進(jìn)水平，走可持續(xù)發(fā)展的道路，避免少走先污染后治理的彎路，越來越重視環(huán)境保護(hù)。因此嚴(yán)格限制涂料中的VOC，以至最大程度的減少對環(huán)境的破壞，達(dá)到零排放將是今后的方向。在重防腐涂料中，涂料的無溶劑化、水性化都將是未來的發(fā)展方向，而無溶劑環(huán)氧涂料在當(dāng)前條件下更具有實用性。

2.2優(yōu)異的物理機(jī)械性能

由于環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基和醚基等極性基團(tuán)，加之在固化過程中活潑的環(huán)氧基能與界面金屬原子反應(yīng)形成極為牢固的化學(xué)鍵，這保證了涂層與基材的優(yōu)異附著力，特別值得一提的是無溶劑環(huán)氧防腐涂層具有極佳的濕附著力，這保證了涂層在液態(tài)介質(zhì)腐蝕環(huán)境下優(yōu)異的耐久性。

無溶劑環(huán)氧涂料在交聯(lián)固化后能夠形成類似瓷釉一樣的光潔涂層，由于交聯(lián)密度高和分子鏈中的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，使涂層堅硬且柔韌性好、耐磨性優(yōu)、抗劃傷性好、耐撞擊性優(yōu)。

無溶劑環(huán)氧涂料在反應(yīng)固化過程中收縮率極低，具有一次性成膜較厚、邊緣覆蓋性好、內(nèi)應(yīng)力較小，不易產(chǎn)生裂紋等特點。

2.3優(yōu)異的耐化學(xué)品性

高度交聯(lián)的無溶劑環(huán)氧防腐涂層具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性，能耐海水、中度的酸、堿、鹽、各種油品、脂肪烴等化學(xué)品的長期浸泡。

2.4優(yōu)異的防腐性能

無溶劑環(huán)氧涂料由于不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑，在干燥成膜過程中不會形成因溶劑揮發(fā)留下的孔隙，且成膜厚，涂膜致密性極佳，能有效抵擋水、氧等腐蝕性介質(zhì)透過涂層而腐蝕鋼材。

2.5經(jīng)濟(jì)性

目前無溶劑環(huán)氧涂料的單價雖然略高于溶劑型環(huán)氧涂料，但衡量防腐涂料的經(jīng)濟(jì)性不能只憑單價，無溶劑環(huán)氧涂料的固體份近100%，在達(dá)到相同的涂膜厚度的情況下，所需要的涂料量比采用溶劑型環(huán)氧涂料要少；另外，由于無溶劑環(huán)氧涂料一道可達(dá)高膜厚，可減少施工道數(shù)，從而降低涂裝施工費用。

3、無溶劑環(huán)氧涂料的應(yīng)用推薦

3.1管道防腐

埋地管道外壁常用防腐層有煤焦油瓷漆涂層、環(huán)氧煤瀝青防腐涂料+玻璃纖維布復(fù)合涂層、3PE防腐層、熔結(jié)環(huán)氧防腐粉末涂層等，采用無溶劑環(huán)氧涂料的優(yōu)勢在于可現(xiàn)場施工、修補(bǔ)方便，而又避免了煤焦油瓷漆涂層和環(huán)氧煤瀝青防腐涂料那樣在施工時產(chǎn)生健康危害和涂層對地下水的污染。

中國石油天燃?xì)夤艿谰制髽I(yè)標(biāo)準(zhǔn)QCNPC-GD-0291-2006《埋地鋼質(zhì)管道無溶劑液體環(huán)氧防腐層技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了適用于輸送原油、成品油、天燃?xì)夂退�的埋地鋼質(zhì)管道外壁用無溶劑液體環(huán)氧防腐層的最低要求，包括涂料性能、涂層技術(shù)指標(biāo)、表面處理及施工質(zhì)量控制要求等等，鋼質(zhì)儲罐、輪船、鋼結(jié)構(gòu)采用無溶劑環(huán)氧涂料時，也可參照該標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同腐蝕環(huán)境對防腐層的要求，將無溶劑環(huán)氧防腐層分為普通級和加強(qiáng)級，其中普通級干膜厚度≥400μm，加強(qiáng)級≥550μm。

   中國石油天燃?xì)庑袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0457-2000《鋼質(zhì)管道液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了應(yīng)用于鋼管內(nèi)防腐的無溶劑液體環(huán)氧涂料的技術(shù)指標(biāo)、涂層性能、涂敷工藝、質(zhì)量檢驗、涂層修復(fù)、現(xiàn)場補(bǔ)口等。連云港堿廠原料調(diào)整項目淮安采輸鹵工程175KL輸鹵管線內(nèi)壁采用了無溶劑環(huán)氧涂料，采用離心噴涂工藝一次涂裝達(dá)到300μm干膜厚。

無溶劑環(huán)氧涂料用于管道補(bǔ)口，施工十分方便快捷，但冬季低溫時不便采用。

3.2儲罐內(nèi)壁

儲罐內(nèi)壁的防腐涂裝通常都在安裝完畢，試壓結(jié)束，表面噴砂處理后進(jìn)行，涂裝環(huán)境比較密閉，自然通風(fēng)條件很差，而采用不含VOC的無溶劑環(huán)氧涂料則可以降低通風(fēng)量要求，消除爆炸危險。

中海殼牌新設(shè)施涂料與涂裝技術(shù)規(guī)范《DEP 30.48.00.31 CSPC：CNOOC AND SHELL PETROCHEMICALSCOMPLEX PROJECT -TECHNICAL SPECIFICATION-PAINTING AND COATING OF NEW EQUIPMENT》推薦在原油和和工業(yè)水儲罐內(nèi)壁采用不低于500μm的胺固化無溶劑環(huán)氧涂層。

目前國內(nèi)一些大型儲罐項目亦設(shè)計采用了無溶劑環(huán)氧涂料。

3.3造船行業(yè)

無溶劑環(huán)氧涂料，特別適用于較為密閉的船舶各類艙室的涂裝，如壓載水艙、地板、油水艙等等。

3.4鋼結(jié)構(gòu)防腐

無溶劑環(huán)氧，可用于大氣環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)的防腐底漆（注：用于面漆則易出現(xiàn)粉化）；用于浸水及埋地環(huán)境（Im1、Im2、Im3）則更是其優(yōu)勢所在。

4 、無溶劑環(huán)氧涂料的施工

由于使用的無溶劑涂料是一種不含溶劑的環(huán)氧涂料，漆固體份含量高達(dá)98%以上，與溶劑型環(huán)氧涂料相比，在施工性能方面亦有一定差異，其最大的差異在于粘度的增大與操作期的縮短。

無溶劑環(huán)氧涂料的粘度較高，這對噴涂設(shè)備提高了較高的要求。以往產(chǎn)品使用的傳統(tǒng)有空氣噴涂工藝及老的無空氣噴漆泵，根本不能將此涂料正常噴出，所以需添置壓力比更高的新型無空氣噴漆泵。但在施工過程中，由于它不含溶劑，其干燥、固化過程中不是靠溶劑的揮發(fā)，而完全依賴于自身的固化反應(yīng)，其反應(yīng)過程較快，且受溫度影響較大，因此，雙組份混合后具有較短的使用期。雖然涂料的使用期可以通過配方中固化劑的選用而進(jìn)行調(diào)整（一般可調(diào)整范圍為25℃—5-120 分鐘），但相對于傳統(tǒng)溶劑型環(huán)氧漆2—8小時的操作期，仍然是大大縮短了，而且涂料的操作期越長，所需的干燥時間亦越長，這就增加了施工的難度。為解決這一難題，應(yīng)注意采取以下措施：

①. 無溶劑環(huán)氧涂料選購時應(yīng)注意所具備的施工條件，施工條件包括現(xiàn)場可行的施工方式（雙進(jìn)料熱噴涂、單進(jìn)料無氣噴涂、輥刷等）和施工環(huán)境溫度，根據(jù)施工條件選擇合適的無溶劑環(huán)氧涂料品種或要求涂料廠家調(diào)整其施工性能以滿足現(xiàn)場施工條件要求。通常在低于10℃時不適宜選用無溶劑環(huán)氧涂料；20℃以下時，建議選用冬用型無溶劑環(huán)氧涂料；20℃以上時，選用夏用型無溶劑型環(huán)氧涂料，這有利于獲得適宜的操作期和涂膜干燥時間。

②. 涂料配制時必須考慮在使用期內(nèi)的施工能力，在這段時間內(nèi)能用完多少就配多少，以免配料太多來不及用而導(dǎo)致凝膠浪費。

③. 如采用單管進(jìn)料的高壓無空氣噴涂方式施工，宜選用壓力比大的無空氣噴泵，適當(dāng)?shù)膰娮旃荛L度，提高總輸出流體壓力以保證順利進(jìn)料和霧化良好，選用合適口徑和流量的噴嘴以保證能在操作期內(nèi)用完所混合好的涂料。另外，冬季施工由于溫度較低，油漆的粘度大大增加，按以往的經(jīng)驗是用增加稀釋劑的方法來降低粘度，但在使用無溶劑環(huán)氧時，如果僅依靠這種方法將失去使用無溶劑環(huán)氧的意義。因此在使用過程中盡量將油漆存放在室內(nèi)或適當(dāng)預(yù)熱，使涂料本身的溫度不低于15℃，以提高涂料的溫度來降低粘度，達(dá)到能噴涂的要求，并且適當(dāng)?shù)奶岣咄苛媳玫膲毫Γ�盡量縮短噴漆皮管的長度，以使涂料能正常的噴涂。

④. 采用帶加熱裝置的雙管進(jìn)料高壓無空氣噴涂裝置進(jìn)行施工是最佳方式，如美國GRACO公司Xtreme Mix & XTR產(chǎn)品，這種裝置的特點是：a、對于高粘度的無溶劑環(huán)氧涂料可預(yù)先對甲乙組份分別進(jìn)行預(yù)熱，再粘稠的無溶劑環(huán)氧涂料如預(yù)熱到40-70℃即可獲得較低的粘度以適合進(jìn)料和霧化。b、由于涂料甲乙組份分別進(jìn)料，按比例在混合腔中混合后很快噴涂出去，這就解決了因無溶劑環(huán)氧漆預(yù)先混合后的操作使用期（Pot Life）太短而造成的施工難題，而且可以施工快干型無溶劑環(huán)氧涂料，達(dá)到2小時內(nèi)實干，12小時內(nèi)完全固化，單道膜厚甚至可達(dá)到2500μm。

同樣，無溶劑環(huán)氧涂料粘度的提高對于輥刷施工來說，油漆工人可能感覺比較費力，可能會降低效率，在低溫時因粘度太高甚至無法進(jìn)行輥刷，且對于平面來說容易超出設(shè)計厚度，對于立面則要防止出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，宜采用硬的刷子或短毛輥筒用力，盡量不要涂得太厚，單道涂膜通常可控制在150-300 微米范圍內(nèi)，以防止流掛現(xiàn)象發(fā)生。

有些特別粘稠的無溶劑環(huán)氧漆，在小面積修補(bǔ)施工時，可采用刮涂的方式。