data-full-width-responsive="true"> 耐保温层下腐蚀涂料的制备及性能研究刘强(上海海隆赛能新材料研究所,上海海隆赛能新材料有限公司,上海200444)保温层下腐蚀(CUI,corrosion under insulation)是指发生在施加了保温层材料的管道或设备外表面上的一种腐蚀现象。保温层下金属表面由于存在温度冲击、水汽凝结、电解质积聚等多重因素的交织影响,更易造成金属表面的加速腐蚀。由于保温层的存在,使得CUI具有较强的隐蔽性且难以检测,往往很难在第一时间察觉,容易引起突发的严重泄漏事故。在石油化工行业中,超过60%的管道故障是由CUI引发的。每年全球由于CUI引发设备和管道发生故障导致的危险品泄漏、设备非正常停车甚至人员伤亡等一系列严重问题所造成的损失高达数十亿美元。由于应用的保温设备及管道通常工作温度比较高,普通涂层不耐高温,在高温应用条件下容易引起涂层结构的起泡和碳化,造成涂层保护失效;而不少耐高温涂层由于可施工膜厚比较低,虽能耐受高温,但防腐效果较差;另有不少涂层经受高温后,涂层脆化,机械性能显著降低进而影响最终防腐性能。因此,对于应用于保温层下的防腐涂层应同时满足下列要求:(1)耐温性能符合应用环境温度要求;(2)需具有较好的长期防腐性能;(3)耐温后仍能具有良好的机械性能和防腐性能。目前,关于保温层下腐蚀防护研究工作国内尚处于前期阶段,因此,研制耐保温层下腐蚀的涂料具有较为重要意义。保温层下防腐主要是在-5~175 ℃ 之间发生,酚醛环氧涂料是一个较为经济且有一定应用案例的耐温防腐方案。但对于更高温度,普通酚醛环氧的耐温性能、防腐性能与实际应用要求还有所差距。因此,本研究通过采用环氧有机硅树脂改性、固化剂筛选、颜填料筛选,旨在提高酚醛环氧耐温耐腐蚀性能,为更高温度环境下的保温层下防腐提供可能的解决方案。1 试验部分1 1 原料与仪器1 1 1 原料酚醛环氧树脂:南亚树脂(昆山)有限公司;聚酰胺固化剂、改性胺固化剂、改性脂环胺固化剂:空气化学(中国)有限公司;环氧有机硅树脂:江西硅博化工;触变剂:核心化学有限公司;消泡剂:毕克化学;硅烷偶联剂:道康宁;氧化铁红:一品颜料;重晶石、云
母粉、溶剂、滑石粉等:市售;片状云母氧化铁红:进口;玻璃鳞片:旭硝子株式会社。以上原料均为工业级。1 1 2 仪器热重分析仪(TGA):TGA/DSC 1,梅特勒公司;表面接触角仪(DSA):Theta,芬兰Biolin公司;动态力学分析仪(DMA):DMA242C,德国Netzsch公司。1 2 涂料的配制经多次平行筛选试验,确定的涂料基本配方如表1所示。
按表1配方称取树脂、助剂和颜填料,高速分散均匀后用砂磨机研磨至规定细度,片状颜填料在后阶段加入,中速分散至均匀,调整到适合的固含量及黏度,得到A组分漆料。取一定量的A组分漆料,根据A、B组分的配比量(物质的量之比为0 85∶1~0 95∶1)加入B组分固化剂,搅拌均匀后喷涂制板。1 3 样板制备机械性能测试以马口铁为底材,采用空气喷涂制板,膜厚参照HG/T 51782017《保温层下金属表面用防腐涂料》相关项目要求测试;耐高温、耐盐雾、耐浸泡等性能测试采用无气喷涂施工,采用普通碳钢底材,底材处理为冲砂处理至Sa2 5级,表面粗糙度为50~60 m,平均涂层厚度约为250 m;用于长期性能测试的样板需放置在(232)℃实验室条件下养护7 d,采用相应的涂料封边后进行测试;用于涂层TGA、DMA测试的样板,采用在聚四氟乙烯塑料板底材上进行喷涂,样板需放置在(232)℃、相对湿度(555)%的恒温恒湿箱内养护7 d,待漆膜完全固化后,将涂层从聚四氟乙烯板上剥离下来进行测试。