熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料

熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料

熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料（FBE）是一種熱固性重防腐環(huán)氧粉末涂料，可在各種環(huán)境中為管道提供可靠的保護(hù)。本文將詳細(xì)介紹FBE的防腐機(jī)理、類型、施工工藝、涂層結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料是一種以空氣為載體進(jìn)行輸送和分散的固體涂料，將其施涂于經(jīng)預(yù)熱的鋼鐵制品表面，熔化、流平、固化形成一道均勻的涂層。每個(gè)顆粒都均勻地包含所有組成成分，使涂敷的操作過程以及形成的涂層都具有連續(xù)穩(wěn)定的均勻性。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂裝過程無三廢污染，是一種環(huán)保型涂料。因其優(yōu)良的機(jī)械性能、抗腐蝕性能和耐久性能，被廣泛應(yīng)用于各種管道防腐涂裝中。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層能夠在各種極端的氣候條件和苛刻的機(jī)械應(yīng)力作用、化學(xué)介質(zhì)侵蝕的環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用，足以證明熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層是一種可靠的保護(hù)涂層，經(jīng)得起實(shí)踐和時(shí)間的考驗(yàn)。在全球范圍內(nèi)，已有20余萬公里以上的管道使用了熔結(jié)環(huán)氧粉末，應(yīng)用于陸上、水下、海底等各種環(huán)境中。我國(guó)熔結(jié)環(huán)氧粉末技術(shù)起步較晚，但天津瑞遠(yuǎn)粉末涂料有限公司率先推出了重防腐系列環(huán)氧粉末涂料，并在國(guó)家許多重點(diǎn)工程上得到應(yīng)用，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。特別是在一些國(guó)家重點(diǎn)工程中，瑞遠(yuǎn)公司占據(jù)了重要地位，產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)良好，為國(guó)家節(jié)約了大量工程投資。熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料具有良好的抗化學(xué)品性、抗溶劑性，能夠抵御被傳輸介質(zhì)中的H2S、CO2、O2、酸、堿、鹽、有機(jī)物等物質(zhì)的化學(xué)腐蝕，并能長(zhǎng)期接觸含鹽地下水、海水、土壤中微生物產(chǎn)生的各種有機(jī)酸等腐蝕物質(zhì)。這些特性使得熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料成為一種可靠的保護(hù)涂層，適用于各種管道防腐涂裝。涂層具有出色的抗沖擊、抗彎曲能力，與鋼管之間有極佳的附著力，能夠有效地防止機(jī)械損壞和植物根系以及土壤環(huán)境應(yīng)力對(duì)其造成的損害。涂層具有良好的絕緣性，能夠在陰極保護(hù)作用下抵抗化學(xué)腐蝕，從而達(dá)到長(zhǎng)期保護(hù)的目的。此外，涂層具有高的玻璃化溫度，適用范圍廣，能夠在-30℃至100℃之間保持最佳性能。FBE施工方便，無需底漆，固化迅速，可流水線作業(yè)，涂裝效率高。此外，管道檢測(cè)和修補(bǔ)也非常簡(jiǎn)便，涂層質(zhì)量容易控制。FBE粉末涂料可根據(jù)使用方法分為管道內(nèi)噴涂用粉、管道外噴涂用粉和管道內(nèi)外通用粉。管道外噴涂用粉又可分為單層粉、雙層粉和三層結(jié)構(gòu)防腐用粉。根據(jù)用途，F(xiàn)BE粉末涂料可分為石油天然氣管道用粉、飲用水管道用粉、消防管道用粉、煤礦通風(fēng)管道用粉、化工管道用粉、石油鉆桿用粉、管件用粉和船舶管道用粉。根據(jù)固化條件，F(xiàn)BE粉末涂料可分為快速固化和普通固化兩種類型。重防腐改性環(huán)氧粉末涂料之所以具有優(yōu)良特性，與原材料的選用和加工工藝密不可分。重防腐粉末涂料的基料是改性環(huán)氧樹脂，其結(jié)構(gòu)中含有高極性和活性的環(huán)氧基，能夠與金屬表面形成化學(xué)鍵并具有極強(qiáng)的附著力。固化劑采用胺類和酚類物質(zhì)，屬于加成固化反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生小分子揮發(fā)物，從而不會(huì)形成針孔影響涂膜防腐性。FBE粉末使用的環(huán)氧樹脂是酚醛改性環(huán)氧，具有優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)品性和高的玻璃化溫度和硬度。但交聯(lián)密度大，屈撓性較差，因此需要與雙酚A環(huán)氧樹脂摻混，以生產(chǎn)出既有屈撓性又兼顧防腐性的粉末涂料。三層防腐結(jié)構(gòu)由熔結(jié)環(huán)氧粉末底層、聚合物膠粘劑中間層和聚乙烯面層組成。環(huán)氧底層形成連續(xù)的涂膜，提供良好的附著力、耐化學(xué)品性和抗陰極剝離能力。聚合物膠粘劑與環(huán)氧粉末融合，并與聚乙烯層粘結(jié)，使三層連成為一個(gè)整體。最外層一般選用中高密度聚乙烯，綜合了環(huán)氧粉末的附著性、防腐性與聚乙烯層的耐候性、抗機(jī)械損傷性，提高了涂層的使用壽命。施工工藝采用側(cè)向纏繞法，先前處理和涂抹熔結(jié)環(huán)氧粉末，再涂抹膠粘劑，最后側(cè)向纏繞聚乙烯帶，使三層連接成為一個(gè)整體。雖然三層PE結(jié)構(gòu)防腐層造價(jià)較高，但在大型管道工程上是首選的涂層。雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末結(jié)構(gòu)由底層普通單層環(huán)氧粉末層和外層增強(qiáng)型熔結(jié)環(huán)氧粉末層組成，中間是混合層，整個(gè)涂層整體厚度在625～1000μm之間，使用溫度可達(dá)115℃。底層提供防腐性及附著力，外層提供抗機(jī)械損傷性能。兩層具有相同的分子結(jié)構(gòu)，因此具有較好的相容性，可形成一個(gè)有機(jī)的整體，不會(huì)產(chǎn)生層間分離現(xiàn)象。施工工藝采用一次噴涂成膜的方法，適用于各種管徑的鋼管防腐涂裝。雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐體系是一種新型的覆蓋層，具有許多優(yōu)點(diǎn)。它與基材粘接強(qiáng)度大，抗陰極剝離性能好，吸水率小，使用溫度范圍大，綜合性能與三層PE防腐涂層相當(dāng)，耐劃傷性能優(yōu)異，補(bǔ)口也使用雙層FBE，相容性好，操作方便，質(zhì)量控制容易，覆蓋層表面光滑，可避免陰極屏蔽問題，與陰極保護(hù)體系的匹配性比三層PE結(jié)構(gòu)更好。然而，雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐體系的缺點(diǎn)是造價(jià)較高。在穿越地段和腐蝕比較強(qiáng)的地段使用此體系最為適宜。例如，“西氣東輸”計(jì)劃在淮河以南的水網(wǎng)地區(qū)和河流、鐵路、公路等穿越地段使用該體系。雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層的涂敷工藝比3PE簡(jiǎn)單。只需在原有的單層熔結(jié)環(huán)氧粉末噴涂設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行微小改造即可。具體來說，只需把噴槍分成三組，第一組噴涂底層粉末，第二組噴涂外層粉末，第三組噴涂回收粉末。噴涂粉末可單獨(dú)回收，也可一起回收。單層外涂FBE耐劃傷性能比較差，可施工性受到影響。為了完善這一體系，克服上述不足，著重在FBE材料改性上做文章，提出了雙層FBE涂層防腐體系，即以標(biāo)準(zhǔn)的FBE涂層為底涂層，以改性的FBE涂層為外防腐層。這種雙層FBE涂層防腐體系，進(jìn)一步提高了機(jī)械性能，增強(qiáng)了涂層的抗沖擊、耐劃傷、耐高溫等能力以及高溫抗?jié)B透性，同時(shí)保持了單層FBE涂層與陰極保護(hù)的相容性能，不會(huì)產(chǎn)生陰極保護(hù)屏障。整體涂層的厚度在525~1000μm之間，最高使用溫度達(dá)115℃，可適用于各種管徑的鋼管、彎頭、異型件及補(bǔ)口的防腐涂裝。在國(guó)內(nèi)大口徑給排水管道防腐中，一般采用內(nèi)FBE外PE涂覆。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，防腐的管道內(nèi)涂層致密、光滑，附著力好，外涂層堅(jiān)韌，抗磕碰，便于操作。先涂外層PE，采用瀑布滾塑法，處理好的管道加熱到250℃左右，以瀑布下泄的方式涂到旋轉(zhuǎn)的管道表面，等管道溫度下降到230以下再噴涂或滾涂環(huán)氧粉末于管道內(nèi)壁，然后靠余熱固化。需要注意的是：熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料是熱固性涂料，涂裝后，不但要流平，而且要完全固化，也就是要發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，這需要在一定溫度下，保持一段時(shí)間，使之完全反應(yīng)和熟化，如果沒有完全反應(yīng)，固化百分率達(dá)不到95%以上，則涂層的物理、化學(xué)性能不能實(shí)現(xiàn)，涂膜中的樹脂還是脆的預(yù)聚體，沒有強(qiáng)度和耐性，更談不上對(duì)鋼管的保護(hù)，這一點(diǎn)在熔結(jié)環(huán)氧粉末的使用中是非常重要的。補(bǔ)口是管道防腐的重要環(huán)節(jié)。在雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐體系中，補(bǔ)口同樣使用雙層FBE。這種涂層防腐體系不僅能夠提高補(bǔ)口的耐腐蝕性能，而且能夠保證其與管道體系的相容性。補(bǔ)口的操作也非常簡(jiǎn)便。管道連接方式有多種，包括法蘭連接、焊接、絲扣連接和卡箍連接等。焊接管道的接口處需要補(bǔ)口，并且預(yù)防腐蝕的管道管端要預(yù)留5-10公分不涂覆，這就是所謂的“剪尾”。焊接后，接口部分還需要進(jìn)行防腐處理，這就是所謂的補(bǔ)口。補(bǔ)口材料需要與預(yù)制管道防腐材料相同，例如，如果預(yù)制管道使用FBE涂覆，那么補(bǔ)口材料也需要使用環(huán)氧材料，例如環(huán)氧粉末或液體雙組份環(huán)氧漆。在施工現(xiàn)場(chǎng)，使用液體雙組份環(huán)氧漆進(jìn)行補(bǔ)口是最常用的方法，因?yàn)樗且环N100%固體含量快速固化雙組份液體環(huán)氧涂料，易于涂敷和修補(bǔ)。對(duì)于PE或3PE管道補(bǔ)口，一般使用熱收縮套進(jìn)行補(bǔ)口，因?yàn)樗鼈兊幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)相同，補(bǔ)口效果非常好。在選擇FBE粉末涂料時(shí)，需要根據(jù)輸送介質(zhì)和使