CN101724331A - 一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料，其特征在于：由树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、边缘覆盖剂、特种功能助剂、填料、颜料等配制而成，其配方(重量百分比)如下：酚醛改性环氧树脂40～60；双酚A环氧树脂0～20；线性酚醛固化剂0～20；酚类固化剂5～25；2-苯基咪唑0.3～1.5；硅烷偶联剂0.2～1；气相白碳黑0.2～3；苯基苯并三唑紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂0～2；改性聚四氟乙烯蜡0～5；玻璃粉5～25；滑石粉+硅微粉+云母粉5～30；三聚磷酸铝+铁红+金红石钛白粉+氧化亚铜5～10；颜料0～3。本涂料SEBF-6的优点在于：其涂层表面的粗糙度满足钢桩与其所在的海洋地质条件所需的嵌固强度，且有良好的抗划伤性、抗冲击耐磨性、抗海生物污损、耐老化性和抗紫外线的辐照等特点。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程钢结构的防腐技术，具体地说，一般指钢管桩和钢板桩外壁的长效防腐技术。
背景技术
钢桩包括钢管桩和钢板桩是码头、桥梁、海洋平台、风力发电站等海洋基础工程中广泛使用的金属结构支撑材料，由于在海洋严酷的腐蚀环境下，一般的普通钢材制造的钢桩年腐蚀速率达到1～2mm/年，而在考虑由于制造和安装过程造成的缺陷以及海生物驻留所产生的局部腐蚀的点蚀的速率比均匀腐蚀要大几倍以上，随着海洋工程从最早的20～30年的服役年限提高到100年以上的耐久性的要求，采用高效耐久性的钢桩防腐材料以及相应的防腐蚀措施是迫在眉睫的关键之事，这既符合全球对能源与钢材的节约，也是对海洋基础设施的长期安全性的需求。
1.腐蚀环境
目前，在许多码头、桥梁、海洋平台、风力发电站等建设中，支撑桩基部位设计采用钢桩。海洋环境下的钢桩，不同高度所处的腐蚀环境有所不同，将分别在潮差区和飞溅区、水下区和泥下区三个主要不同腐蚀环境中服役。
(1)潮差区和飞溅区：该区受到饱和充氧海水的连续循环溅湿，因而对钢桩的腐蚀性相当强。台风期在高风速和水流的影响下，造成腐蚀和磨蚀的相互作用，加快该区域钢桩的腐蚀损伤。因此，该区受到海水飞溅加日照造成干湿交替环境；钢桩表面由于海水飞溅，干燥时间短很难形成保护性的膜层；日光照射加之海浪的冲击作用等等，老化、腐蚀和磨蚀的环境最为苛刻。
(2)水下区：该区腐蚀情况仅次于飞溅区和大气区，腐蚀状况受海水泥沙含量、盐度、温度、pH值、氧含量、海生物附着、环境污染等因素的影响。流速快，还受到近海海洋细菌和海生物以及工业、生活污水的侵蚀。
(3)泥下区：泥下地质多数为沙土、粉沙，而且由于该区属于海洋生物和细菌种类及其数量较多，对钢桩具也有一定的腐蚀能力，是钢桩所处的三个腐蚀区域内腐蚀性较相对较弱的区域。
由于海洋严酷的腐蚀环境，造成大量钢铁资源浪费，并且由于维修周期短，导致维护保养困难。而且在海洋腐蚀环境中由于局部腐蚀和应力腐蚀等不可预见性的破坏导致海洋工程过早地报废之事屡见不鲜，造成生命财产的极大损失。
近30年来已开始采用阴极保护加涂层联合的方法对桥梁和钢桩进行防护，而且涂层保护的范围只在大气区、飞溅区和潮差区居多，在水下区和泥下区还是单独以阴极保护进行防护为主。选用的涂层主要有：环氧煤沥青、玻璃钢、金属喷涂层加有机涂层封闭体系、普通多层有机涂层和水泥聚合物砂浆等。而采用以上大多数的防腐涂层自身防护性能很差，在海洋环境中也只有5～20年寿命，在潮差区和飞溅区涂层由于长期冲刷和撞击的因素使得失效更快，在海水全浸区或泥下区由于阴极保护产生过保护的影响，涂层在析氢和碱性降解的破坏下容易剥离，海生物容易附着而产生污损等影响，涂层防腐的寿命达不到理想的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能满足海洋环境下能长效防护钢桩所要求的防腐环氧粉末涂料。
本发明提供一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料，其特征在于：由树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、边缘覆盖剂、特种功能助剂、填料、颜料配制而成，其配方(重量百分比)如下：
酚醛改性环氧树脂40～60；
双酚A环氧树脂0～20；
线性酚醛固化剂0～20；
酚类固化剂5～25；
2-苯基咪唑0.3～1.5；
硅烷偶联剂0.2～1；
气相白碳黑0.2～3；
苯基苯并三唑紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂0～2；
改性聚四氟乙烯蜡0～5；
玻璃粉5～25；
滑石粉+硅微粉+云母粉5～30；
三聚磷酸铝+铁红+金红石钛白粉+氧化亚铜5～10；
颜料0～3。
本发明专利提供的海洋用钢桩系列防腐环氧粉末涂料，其优点在于：其涂层表面的粗糙度与钢桩原材质粗糙度相当，以满足钢桩与其所在的海洋地质条件——砂土、粉沙等所需的嵌固强度，并且有良好的抗划伤性、抗阴极剥离性能、抗冲击耐磨性、海生物防污性能、耐老化性和抗紫外线的辐照。
具体实施方式
实施例1SEBF-6-1
一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料SEBF-6-1，其配方如表1所示。
表1涂料SEBF-6-1的配方(重量百分比)
| 原材料 | 酚醛改性环氧树脂 | 双酚A环氧树脂 | 线性酚醛固化剂 | 酚类固化剂 | 2-苯基咪唑 | 硅烷偶联剂 | 气相白碳黑 | 改性聚四氟乙烯蜡 | 玻璃粉 | 滑石粉+硅微粉+云母粉 | 三聚磷酸铝+铁红金红石钛白粉+氧化亚铜 | 颜料 |
| SEBF-6-1 | 40～60 | 0～20 | 0～10 | 15～25 | 0.3～1.5 | 0.2～1 | 0.2～3 | 0～5 | 5～15 | 15～30 | 5～10 | 0～3 |
涂料SEBF-6-1的涂层表面的粗糙度与钢管桩原材质粗糙度相当，而且表面粗糙度可调，涂层厚度为≥300um时，粗糙度大约在30～80um左右，不露底且保持整体平整，以满足钢管桩与钢管桩所在的海洋地质条件——砂土、粉沙等所需的嵌固强度，而且涂层抗划伤性好，耐细菌降解，抗阴极剥离能力好，耐化学腐蚀能力强。
该涂层主要服役于海洋用钢桩泥下区域，单层SEBF-6-1环氧粉末涂层的厚度一般为≥300μm。
实施例2SEBF-6-2
一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料SEBF-6-2，其配方如表2所示。
表2涂料SEBF-6-2的配方(重量百分比)
| 原材料 | 酚醛改性环氧树脂 | 双酚A环氧树脂 | 线性酚醛固化剂 | 酚类固化剂 | 2-苯基咪唑 | 硅烷偶联剂 | 气相白碳黑 | 改性聚四氟乙烯蜡 | 玻璃粉 | 滑石粉+硅微粉+云母粉 | 三聚磷酸铝+铁红金红石钛白粉+氧化亚铜 | 颜料 |
| SEBF-6-2 | 40～60 | 0～20 | 5～10 | 10～20 | 0.3～1.5 | 0.2～1 | 0.2～3 | 1～5 | 10～20 | 10～25 | 5～10 | 0～3 |
采用SEBF-6-2高强机械性能的涂层，涂敷于涂料SEBF-6-1外，形成更加抗划伤、抗冲击和耐磨损的双层复合结构。SEBF-6-2涂层在30kg负荷下直径为2.0mm的划伤头的划伤性能小于150μm，超过一般的抗划伤涂层，该涂层具有良好的抗海水渗透能力，抗冲刷耐磨，抗冲击，耐海生物污损。
该涂层主要服役于海洋用钢桩水下区域双层结构涂层的外，所述SEBF-6-1和SEBF-6-2形成双层环氧粉末涂层：底层SEBF-6-1涂层厚度一般为≥300μm，外层SEBF-6-2涂层厚度一般为≥350μm，总厚度为≥650μm，以满足钢桩水下区域泥沙、暗流和海生物等的长期的冲击、磨损和污损。
实施例3SEBF-6-3
一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料SEBF-6-3，其配方如表3所示。
表3涂料SEBF-6-3的配方(重量百分比)
| 原材料 | 酚醛改性环氧树脂 | 双酚A环氧树脂 | 线性酚醛固化剂 | 酚类固化剂 | 2-苯基咪唑 | 硅烷偶联剂 | 气相白碳黑 | 苯基苯并三唑紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂 | 改性聚四氟乙烯蜡 | 玻璃粉 | 滑石粉+硅微粉+云母粉 | 三聚磷酸铝+铁红金红石钛白粉+氧化亚铜 | 颜料 |
| SEBF-6-3 | 40～60 | 0～20 | 10～20 | 5～15 | 0.3～1.5 | 0.2～1 | 0.2～3 | 0.5～2.0 | 2～5 | 15～25 | 5～20 | 5～10 | 0～3 |
采用SEBF-6-3高强机械性能并具有抗紫外线(波长为250～370nm)老化的涂层，涂敷于涂料SEBF-6-1和SEBF-6-2外，以保持良好的相容性和整体性。SEBF-6-3涂层经过29个老化试验周期，涂层没有发生龟裂、起泡等现象。经过改性SEBF-6-3粉末涂层，抗老化性能比同类涂层提高2倍以上。同时在50kg负荷下直径为2.0mm的划伤头的抗划性能达到250μm以下，已好于一般的抗划伤涂层的2倍。涂层的具有良好的抗冲击和磨损能力，耐海生物污损。该涂层适用用于海洋用钢桩的潮差区、飞溅区和大气区的最外层。
在潮差区、飞溅区和大气区优先选用如下的配套涂层结构：所述SEBF-6-1、SEBF-6-2和SEBF-6-3形成三层环氧粉末涂层，底层SEBF-6-1涂层厚度为≥300μm，中间层SEBF-6-2涂层厚度为≥350μm，外层SEBF-6-3涂层厚度为≥200μm，总涂层厚度≥850μm。
Claims (1)
1.一种海洋用钢管桩外防腐环氧粉末涂料，其特征在于：由树脂、固化剂、促进剂、偶联剂、边缘覆盖剂、特种功能助剂、填料、颜料等配制而成，其配方按重量百分比如下：
酚醛改性环氧树脂40～60；
双酚A环氧树脂0～20；
线性酚醛固化剂0～20；
酚类固化剂5～25；
2-苯基咪唑0.3～1.5；
硅烷偶联剂0.2～1；
气相白碳黑0.2～3；
苯基苯并三唑紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂0～2；
改性聚四氟乙烯蜡0～5；
玻璃粉5～25；
滑石粉+硅微粉+云母粉5～30；
三聚磷酸铝+铁红+金红石钛白粉+氧化亚铜5～10；
颜料0～3。
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Application publication date: 20100609 Assignee: Shenyang Zhongke Corrosion Control Engineering Technology Center Assignor: INSTITUTE OF METAL RESEARCH CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Contract record no.: 2013210000135 Denomination of invention: Anticorrosion epoxy powder paint used outside marine steel pipe pile Granted publication date: 20120125 License type: Exclusive License Record date: 20131025 |
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