水性防腐涂料应用于风电零部件的试验研究

data-full-width-responsive="true"> 0 引言根据国家环保部关于《重点区域大气污染防治十二五规划》，涂料产品中的挥发性有机化合物（VOCs）排放成为目前大气污染治理的重点领域，随着环保政策的严格实施和涂装企业环保压力的加大，今后钢结构防腐涂料必将向水性化、无溶剂化和高固体分方面发展。采用绿色防腐涂料，建设绿色环保涂装工厂，对于实现减少VOCs 排放量，降低各种涂料废弃物排放，提高企业生产效率，保障工人职业健康，达到涂装企业的转型升级具有现实和长远的意义。水性涂料以水作为溶剂和稀释剂，克服了溶剂型涂料有毒、有害、易燃、易爆的弊端，具有无毒无味、安全环保、使用方便、节省资源等特点。同时，以水代替高价格的有机溶剂降低了生产成本。但与溶剂型涂料相比，水性涂料的配方复杂，通常含有多种添加剂，这些添加剂常常会导致涂膜性能的下降，尤其是耐水性与耐腐蚀性。而作为防腐涂料，通常对这两项性能的要求较高，因此采用水性防腐涂料，其技术难度较大，长时间内几乎没有大的突破。但国内外对水性防腐涂料的研究从未停止过，随着技术水平的提高和生态环境法规的制约，水性防腐涂料逐渐被人们所接受。20 世纪80 年代后期以来，水性防腐涂料得到迅速发展，美国、日本、德国、英国等国家相继开发出水性丙烯酸、聚丙烯酸酯、双组分水性环氧、聚氨酯涂料等性能优异的水性防腐涂料系列产品。在发展早期，水性防腐涂料仅能适用于环境条件比较温和的领域，如代替溶剂型醇酸树脂涂料用作一般用途的底漆与面漆。随着涂料技术的进展，水性防腐涂料的性能得到了提高，它己经逐渐应用于环境条件比较恶劣的地方，比如严酷的海洋环境，尤其是双组分水性环氧树脂涂料、聚氨酯涂料的出现更是促进了这种趋势。明阳集团积极响应国家环保政策，做好风电防腐技术开发和储备工作，联合组织风电零部件制造公司和防腐涂料产品生产公司共同进行水性防腐涂料在风电零部件上的应用试验，验证双组分水性环氧涂料和水性聚氨酯涂料在风电陆地腐蚀环境中的防腐性能。在风电行业推广和应用绿色环保的水性防腐涂料。1 试验方案在1 块面积5 m2、厚5~10 mm 左右的钢板和6 块150 mm70 mm5 mm 的小样板上喷涂水性防腐涂料体系（水性环氧富锌底漆、水性环氧中间漆、水性聚氨酯面漆），采用上海海隆涂料公司生产的水性防腐涂料系列产品。喷涂前对样板进行喷砂处理，样板的一面按照表1 的涂层方案进行喷涂，另一面按照表2 的涂层方案进行喷涂。对5 m2 的那块样板进行外观、涂膜厚度、附着力等性能参数的测试，并验证其施工性能；对同步喷涂的其余6 块小样板进行耐盐雾性和耐老化性等型式试验。若样板性能参数符合要求，再放大到一台机座及塔架上进行防腐喷涂施工，对水性防腐涂料在陆上风电和塔架上的应用效果进行跟踪分析。2 试验步骤21 表面处理（1） 钢结构处理为了保证涂料发挥其正常性能，钢结构表面在喷砂前，电焊缺陷，如气孔和不连续焊等要修正好；锐边和火焰切割边缘打磨至半径R 2 mm ；焊缝要光滑，没有焊渣飞溅等。（2） 除油喷砂前，所有油脂或因探伤拍片留下的润湿剂要根据SSPC-SP1溶剂清洗法清除。喷射用磨料要干燥，清洁无杂物，不能影响涂料的性能。所选用的磨料应符合ISO 11126 1-8 的规定，并根据11127 1-7进行测试，河砂不得用于喷砂使用。（3） 喷砂钢材表面要求喷砂清理到ISO 8501-1 清洁度Sa 25 级，粗糙度达到Rz 40~75 m。喷砂后准备涂漆的钢材表面要清洁、干燥，无油脂，保持粗糙度和清洁度直至第1 道漆的喷涂。所有灰尘要求彻底清理，根据ISO 8502-3 灰尘量要3 级。如果喷漆前钢材表面有可见的返锈、变湿或者被污染等现象，要求重新清理到前面所要求的级别。22 涂漆221 预涂在第1 道和每道漆之间，对于所有的焊缝、切口边缘、 扇形口、钢板边缘和其它漆膜低的地方，必须用新的或清洁干净的刷子进行预涂，要在喷涂下道漆前预涂好。第1 道预涂必须使用刷子，使涂料能渗透进基材表面并防止空气截留。为增强涂料的渗透性，第1 道预涂可以适当稀释。222 水性环氧富锌底漆的施工（1） 底漆设计干膜膜厚为 60 m，相当于湿膜厚度100 m 干膜相当于湿膜厚度117 m），要避免涂覆过厚。涂覆方式：高压无气喷涂、空气喷涂、刷涂，不推荐使用辊涂。环境要求：环境温度在10~35 ℃，相对湿度在30%~80%，构件表面温度大于露点温度3 ℃以上，风速01~05 m/s。稀释剂：自来水，稀释剂的加入量应根据天气和设备的状况进行调整，一般在1%~5% 之间。该产品分二罐包装，每次都必须按规定的混合比，成对一次性进行混合，并在规定的混合使用期限内用完。用动力搅拌器搅拌基料（A），将全部的固化剂（B）和基料（A）调和在一起，继续用动力搅拌器彻底搅拌混合均匀。施工过程中，为防止沉淀，需要用动力搅拌器不断搅拌。两组分的体积混合比为V（A）∶V（B）=14∶1，不同温度对应的混合使用时间如表3所示，一旦超过混合使用时间，不能再使用。（2） 干燥时间和覆涂间隔：经过长时间的暴露风化，漆膜表面需干燥无污物和锌盐。如果表面已经形成锌盐，必须除去以后才能进行下道漆的涂覆。干燥时间和覆涂间隔时间见表4。施工时应注意避免漆膜涂覆过厚，干膜厚度不宜超过100 m，还应避免干喷涂，否则会使覆涂层出现针孔等缺陷。