CN107418402A - 一种重防腐高分子有机岩材料及其喷涂施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法及重防腐高分子有机岩,所述方法包括:金属原材料处理步骤:去杂质,表面处理至粗糙度为80‑90μm;重防腐重防腐高分子有机岩材料喷涂步骤:喷砂4h之内,进行涂层材料的喷涂,其中重防腐涂层材料包括A组分和B组分,A组分包括:‑NCO值为19‑23的多异氰酸酯预聚物,B组分包括:胺纯度为100%的多元胺主剂;本发明提供的施工方法,贯彻先涂层后加工的理念,在车间进行喷涂,不受户外环境的影响,金属原材料面积较小,单独喷涂,不产生涂料浪费,不对环境与其他设备产生污染;可以使用机械手臂进行喷涂,使涂层材料的性能得到最优的表达。
Description
技术领域
本发明属于防腐涂层材料领域,适用于苛刻腐蚀环境及海洋腐蚀环境的防腐涂层材料领域,特别涉及一种重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法及重防腐高分子有机岩。
背景技术
随着社会经发展和大型建设工程的涌现,特别是海洋经济的高速发展,人们对涂料的应用条件和使用时效要求越来越高,重防腐涂料因此应运而生,与常规防腐涂料相比,重防腐涂料具有更长防腐保护时限优势,特别是在海洋环境等苛刻条件下使用10—15年以上,因而广泛应用于腐蚀问题突出和不便于短期维修的工程领域。当今重防腐涂料的发展如何,性能怎么样已成为衡量一个国家的防腐涂料先进技术的重要标准。目前我国常用的重防腐涂料大约有环氧涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、氟碳涂料、硅氧烷涂料、高锌底漆、氯化橡胶涂料、聚脲涂料等,这些涂料在实际不同行业中应用都取得了较好的效果,但仍存在防腐性能欠佳,污染环境,接缝易渗漏等诸多弊病。
另外,重防腐涂料的喷涂方法目前均为现场喷涂,现场喷涂具有如下缺点:1、由于设备的复杂性,现场喷涂需要人工喷涂,而人工喷涂会导致涂层的均匀程度难以保证,严重影响涂层物性,同时对于喷涂材料产生一定的浪费,且对人体健康产生不良影响;2、由于聚脲高分子材料的特殊性能,现场喷涂对施工环境风速具有较高的依赖性,受环境影响喷涂时造成材料飞散浪费约15-20%;3、聚脲高分子材料难以大面积喷涂,因此施工费时费力,喷涂时粉末飞散较为严重,必须采取遮蔽措施以防止对周围金属涂层产生影响或者对其他设备或周边环境产生影响,因此会耗费巨大的时间和财力,不利于长期绿色发展。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种与传统防腐喷涂施工工艺完全不同的喷涂方法,即先工法,同时提出一种高分子重防腐涂料—重防腐高分子有机岩,该涂料由于是刚柔兼备的刚韧体,是三维网状结构的交联高分子,赋予了该材料许多优良的重防腐性能,具有屏蔽,绝缘,缓蚀以及阴极保护作用,加之先工的施工方法,其发展前景必将越来越广泛。
为实现上述目的,本发明具体技术方案如下:
一种重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,喷涂工艺在加工工艺之前进行;喷涂工艺包括如下步骤:
金属原材料处理步骤:取金属原材料,去杂质,表面处理至粗糙度为80-90μm;
重防腐高分子有机岩材料喷涂步骤:喷砂4h之内,取重防腐涂层材料,所述重防腐涂层材料包括A组分和B组分,所述A组分包括:-NCO值为19-23的异氰酸酯预聚物,所述B组分包括:胺纯度为100%的多元胺主剂;将A组分与B组分以1:1的体积比加入高压高温喷枪中,喷涂于处理后的金属原材料表面上,同时预留焊接空间,得到涂装后金属原材料。
本发明所提供的重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,可称为先工法,在金属原材料厂直接进行防腐涂层的喷涂,喷涂防腐材料后,再加工成为重防腐制备材料;在车间进行喷涂,不受户外环境的影响,金属原材料面积较小,单独喷涂,不产生涂料浪费,不对环境与其他设备产生污染;可以使用机械手臂进行喷涂,节省时间,保证涂层均匀,使涂层材料的性能得到最优的表达。
本发明所提供的先工法,需要高性能的产品配合使用,本发明所提供的重防腐高分子有机岩涂层材料,刚柔兼备,不需要喷涂底漆,涂层与金属之间具有极强的附着力;同时耐磨损性能、耐冲击性能高,在设备制备过程中,对涂布有防腐涂层的金属进行敲击、卷曲等处理时,均不会对防腐涂层产生影响,防腐涂层亦不会从金属表面产生剥离或者产生缝隙,同时,本发明所提供的重防腐高分子有机岩涂层材料,具有优异的抗电化学腐蚀性能,起到优异的金属电腐蚀防护效果和长寿命的防腐涂层目的。
优选地,所述重防腐高分子有机岩材料喷涂步骤的具体施工参数为:A组分与B组分的进料量与喷涂量的体积比为3:1,所述喷枪的主加热温度大于70度,所述喷枪的输送管道加热温度大于45度,所述A组分和B组分在加入高压高温喷枪之前,分别预加热到50-55℃。
喷涂时原材料需进行预热,保证设备操作时的供应压力,避免产生空穴,且有利于材料混合雾化达到良好的物性,在预加热温度下,本发明所提供的A组分和B组分的粘度接近相同;将组分的进料量设置为喷涂量的三倍,可以另喷涂过程连续可控。
优选地,所述喷出温度为60℃,所述喷出压力为3500psi。
优选地,所述涂层厚度为2mm。
进一步地,所述A组分为:-NCO值为19-23异氰酸酯与胺基聚醚聚合而成的预聚物,其中所述异氰酸酯为MDI或改性MDI;所述B组分粘度为400-600cps的多元胺主剂,包含重量份数如下的原料:端胺基聚醚37-73、胺类扩链剂37-73。
上述组分构成的重防腐高分子有机岩,通过对弹性聚脲结构的改性,得到一种刚柔兼备的防腐涂料,将该重防腐高分子有机岩制成的防腐涂层可以随金属的形变产生形变,不会产生金属与涂层之间的分离与间隙,且涂层不会产生由于受到加工过程中产生的冲击力带来的破坏和大量磨损而导致涂层厚度不均匀等情况,适用于先工法。
优选地,所述A组分为:-NCO值为19.3的异氰酸酯与胺基聚醚聚合而成的预聚物。
上述组分所构成的重防腐高分子有机岩,各方面性能均较为优越,在不需要底漆的条件下,可以与金属之间形成极强的附着力,附着力可以达到105kgf/cm2以上,在耐磨损与耐冲击方面性能较为优越,耐磨损率可以达到18mg以上,耐冲击可达到1.1Kg-m以上,抗张强度高达209kgf/cm2以上。
本发明还提供了一种重防腐高分子有机岩,包括体积比为1:1的A组分和B组分,A组分为:-NCO值为19-23的异氰酸酯与胺基聚醚聚合而成的预聚物,其中所述异氰酸酯为MDI或改性MDI;所述B组分为粘度为400-600cps的多元胺主剂。
本发明所提供的重防腐涂层材料,刚柔兼备,不需要喷涂底漆,涂层与金属之间具有极强的附着力;同时耐磨损性能、耐冲击性能高,在设备制备过程中,对涂布有防腐涂层的金属进行敲击、卷曲等处理时,均不会对防腐涂层产生影响,防腐涂层亦不会从金属表面产生剥离或者产生缝隙,同时,本发明所提供的重防腐涂层材料,具有优异的抗电化学腐蚀性能,起到优异的金属电腐蚀防护效果和长寿命的防腐涂层目的。
优选地,所述异氰酸酯为MDI或改性MDI,所述B组分包含重量份数如下的原料:端胺基聚醚37-73、胺类扩链剂37-73。
上述组分所构成的重防腐高分子有机岩,各方面性能均较为优越,在不需要底漆的条件下,可以与金属之间形成极强的附着力,附着力可以达到105kgf/cm2以上,在耐磨损与耐冲击方面性能较为优越,耐磨损率可以达到18mg以上,耐冲击可达到1.1Kg-m以上,抗张强度高达209kgf/cm2以上。
优选地,所述端胺基聚醚为重量份数为30-60的聚氧化丙烯基二胺和重量份数为7-13的甘油聚氧亚丙烯基三胺的混合物。
有效降低重防腐高分子有机岩的阴极剥离率,同时提高抗张强度,大幅提高重防腐高分子有机岩的抗电化学腐蚀能力。
优选地,所述胺基扩链剂为重量份数为30-60的4,4-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]和重量份数为7-13的二乙基甲苯二胺。
进一步提高重防腐高分子有机岩的附着力,同时提高重防腐高分子有机岩的耐冲击力。
进一步地,所述B组分还包括重量份数为1-3的2,3-环氧丙基三甲氧基硅烷。
上述组分构成的重防腐高分子有机岩,附着力可达145kgf/cm2以上,抗张强度高达220kgf/cm2以上,阴极剥离低至1.5mm以下,兼具了更加理想的硬度、柔韧性、抗冲击性、耐磨性、吸水率和耐阴极剥离以及对各种环境的适应能力。
优选地,所述A组分包括:-NCO值为19.3的MDI或改性MDI与胺基聚醚聚合而成的预聚物,所述B组分由如下重量份的原料制备而成:聚氧化丙烯基二胺48、甘油聚氧亚丙烯基三胺9、4,4-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]41、二乙基甲苯二胺12、2,3-环氧丙基三甲氧基硅烷3。
附着力高达155kgf/cm2,抗张强度高达233kgf/cm2,阴极剥离低至1.1mm,兼具了更加理想的硬度、柔韧性、抗冲击性、耐磨性、吸水率和耐阴极剥离以及对各种环境的适应能力。
本发明所提供的重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,现在金属材料厂的车间内以机械手臂喷涂,出厂前作物性检验,合格后出厂,到工地做加工与焊接,最后通过预留的焊道进行修补喷涂,克服室外施工风力飞溅的困扰,具有提高涂层质量、节约资源、降低环境污染、缩短工期、降低成本等优点。
本发明所提供的重防腐高分子有机岩材料,具有三维的共价交联的分子结构,与金属之间具有绝佳的附着力,依照ASTM D4541检测值可以高达105kgf/cm2以上,具有优异的耐磨损性和耐冲击性,依照ASTM D4060检测值可以低至18mg,抗张强度高达209kgf/cm2以上,同时具有优异的耐阴极剥离性能和防水能力,从而具有绝佳的耐腐蚀能力和较长的使用年限。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进一步说明;下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围;本发明中所使用的设备,如无特殊规定,均为本领域内常用的设备;本发明中所使用的方法,如无特殊规定,均为本领域内常用的方法。
实施例1
一种重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,包括如下步骤:
金属原材料处理步骤:取金属原材料,去杂质,表面处理至粗糙度为80-90μm;
重防腐高分子有机岩材料喷涂步骤:喷砂4h之内,取重防腐涂层材料,所述重防腐涂层材料包括A组分和B组分,所述A组分包括:-NCO值为19-23的异氰酸酯预聚物,所述B组分包括:胺纯度为100%的多元胺主剂;将A组分与B组分以1:1的体积比加入高压高温喷枪中,喷涂于步骤1)得到的金属原材料表面上,同时预留焊接空间,得到涂装后金属原材料。
实施例2
一种重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,包括如下步骤:
1)取金属原材料,去焊渣、铁锈、油污、浮沉等杂质,表面喷砂处理至Sa2.5级,表面粗糙度达80~90um;
2)取重防腐涂层材料,所述重防腐涂层材料包括A组分和B组分,所述A组分为:-NCO值为23的MDI或改性MDI与胺基聚醚聚合而成的预聚物;所述B组分为粘度为400-600cps的多元胺主剂;
3)喷砂4h之内,进行涂层材料的喷涂,A组分与B组分的按照进料量与喷涂量的体积比为3:1的方式加入高压高温喷枪中,所述喷枪的主加热温度为73℃,所述喷枪的输送管道加热温度为47℃,所述A组分和B组分在加入高压高温喷枪之前,分别预加热到50℃,然后将涂层材料喷涂于步骤1)得到的金属原材料表面上,同时预留焊接空间,得到涂装后金属原材料;
4)将步骤3)的涂装后金属原材料进行加工,得到设备。
实施例3
一种重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,包括如下步骤:
1)取金属原材料,去焊渣、铁锈、油污、浮沉等杂质,表面喷砂处理至Sa2.5级,表面粗糙度达80~90um;
2)取重防腐涂层材料,所述重防腐涂层材料包括A组分和B组分,所述A组分为:-NCO值为23的MDI或改性MDI与胺基聚醚聚合而成的预聚物;所述B组分为粘度为400-600cps的多元胺主剂;
3)喷砂4h之内,进行涂层材料的喷涂,A组分与B组分的按照进料量与喷涂量的体积比为3:1的方式加入高压高温喷枪中,所述喷枪的主加热温度为73℃,所述喷枪的输送管道加热温度为47℃,所述A组分和B组分在加入高压高温喷枪之前,分别预加热到55℃,然后将涂层材料喷涂于步骤1)得到的金属原材料表面上,同时预留焊接空间,得到涂装后金属原材料;
4)将步骤3)的涂装后金属原材料进行加工,得到设备。
实施例3-10
一种重防腐高分子有机岩,包括体积比为1:1的A组分和B组分,所述A组分和B组分的具体组成成分见表1。
表1实施例4-11的重防腐有机岩的具体成分表
对照实施例1-9
一种重防腐高分子有机岩,包括体积比为1:1的A组分和B组分,所述A组分和B组分的具体组成成分见表2。
表2对照例1-9的重防腐高分子有机岩的具体成分表
试验1:重防腐高分子有机岩的性能检测:
取实施例4-11和对照实施例1-9的重防腐高分子有机岩,按照实施例2的施工方法,喷涂2mm厚度的涂层,检测重防腐高分子有机岩的性能,检测结果见表3。
表3重防腐高分子有机岩性能检测结果
由上述试验结果可知,本发明所提供的重防腐高分子有机岩,通过对弹性聚脲结构的改性,得到一种刚柔兼备的重防腐涂料。涂层可以随金属的形变产生形变,不会产生金属与涂层之间的分离与间隙,且涂层不会产生由于受到加工过程中产生的冲击力带来的破坏和大量磨损而导致涂层厚度不均匀等情况。本发明所提供的重防腐高分子有机岩,各方面性能均较为优越,在不需要底漆的条件下,可以与金属之间形成极强的附着力,附着力可以达到105kgf/cm2以上,在耐磨损与耐冲击方面性能较为优越,耐磨损率可以达到18mg以上,耐冲击可达到1.1Kg-m以上,抗张强度高达209kgf/cm2以上,在本发明所提供的先工法的喷涂工艺条件下,采用本发明所提供的重防腐高分子有机岩材料,得到的具有防腐涂层的金属原料板材,在后期进行敲击、焊接、弯曲等操作以制作设备的过程中,涂层可以随金属的形变产生形变,不会产生金属与涂层之间的分离与间隙,且涂层不会产生由于受到加工过程中产生的冲击力带来的破坏和大量磨损而导致涂层厚度不均匀等情况,适于工业化应用。另外,本发明所提供的重防腐高分子有机岩,阴极剥离可低于2.5mm,吸水率低于0.92%,水蒸气透过率小于0.30g/m2/hr,在防水防电化学腐蚀的性能也较为优越,有效延长使用寿命。
对照例1-4考察不同-NCO含量的异氰酸酯预聚物对重防腐高分子有机岩的性能影响,对照例5-8考察了不同粘度对重防腐高分子有机岩的性能影响,不同组成成分的胺基扩链剂,对照例9在实施例7的基础上添加助剂:乙酸丁酸纤维,由上述试验结果可知,针对对照例1-4,在-NCO的含量增加的过程中,重防腐高分子有机岩的附着力有一定的提升,但是并不呈线性增长的规则,对照例3的重防腐高分子有机岩的附着力较高,可以达到94kgf/cm2,同时具有较好的耐冲击性能,但是其抗阴极剥离性能较差,在电压1.5v,23℃,3%Nacl,60天的情况下,达到了8.4mm,远高于对照例2和对照例4;针对对照例5-8,随着组分的粘度的增加,重防腐高分子有机岩的附着能力增强,但不能得到其他性能的同时提高,影响较为复杂,例如对照例5的重防腐高分子有机岩抗张强度较高,易于与金属共同产生形变,但是其附着力极低,又很易产生剥离;对照例8的重防腐高分子有机岩的附着力可以高达106kgf/cm2,但其耐磨损性能和耐冲击性能较差,同时防电化学腐蚀性能和防水性能均有待提高。
与实施例4相比,实施例8的重防腐高分子有机岩的附着力具有较大提高,但抗张能力下降,在实施例8的基础上,实施例9有效提高了重防腐高分子有机岩的抗张强度,同时降低了其阴极剥离厚度,提高抗电化学腐蚀能力;实施例10与实施例9相比,增强重防腐高分子有机岩的耐磨损性能,同时提高了防水效果;实施例11与实施例10相比,进一步提高了重防腐高分子有机岩的附着能力,耐冲击力也显著提高;实施例7所提供的重防腐高分子有机岩性能最为优越,附着力高达155kgf/cm2,抗张强度高达233kgf/cm2,阴极剥离低至1.1mm,兼具了更加理想的硬度、柔韧性、抗冲击性、耐磨性、吸水率和耐阴极剥离以及对各种环境的适应能力。
Claims (10)
1.一种重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,其特征在于,所述喷涂工艺在加工工艺之前进行;所述喷涂工艺包括如下步骤:
金属原材料处理步骤:取金属原材料,去杂质,表面处理至粗糙度为80-90μm;
重防腐高分子有机岩材料喷涂步骤:喷砂4h之内,取重防腐涂层材料,所述重防腐涂层材料包括A组分和B组分,所述A组分包括:-NCO值为19-23的异氰酸酯预聚物,所述B组分包括:胺纯度为100%的多元胺主剂;将A组分与B组分以1:1的体积比加入高压高温喷枪中,喷涂于处理后的金属原材料表面上,同时预留焊接空间,得到涂装后金属原材料。
2.如权利要求1所述的重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,其特征在于,所述重防腐高分子有机岩材料喷涂步骤的具体施工参数为:A组分与B组分的进料量与喷涂量的体积比为3:1,所述喷枪的主加热温度大于70℃,所述喷枪的输送管道加热温度大于45℃,所述A组分和B组分在加入高压高温喷枪之前,分别预加热到50-55℃。
3.如权利要求1所述的重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,其特征在于,所述A组分为:-NCO值为19-23的异氰酸酯与胺基聚醚聚合而成的预聚物,其中所述异氰酸酯为MDI或改性MDI;所述B组分为粘度为400-600cps的多元胺主剂,包含重量份数如下的原料:端胺基聚醚37-73、胺类扩链剂37-73。
4.如权利要求3所述的重防腐高分子有机岩材料喷涂施工方法,其特征在于,所述A组分为:-NCO值为19.3的MDI或改性MDI与胺基聚醚聚合而成的预聚物。
5.一种重防腐高分子有机岩,其特征在于,所述重防腐高分子有机岩包括体积比为1:1的A组分和B组分,A组分为:-NCO值为19-23的异氰酸酯与胺基聚醚聚合而成的预聚物,其中所述异氰酸酯为MDI或改性MDI;所述B组分为粘度为400-600cps的多元胺主剂。
6.如权利要求5所述的重防腐有机岩,其特征在于,所述异氰酸酯为MDI或改性MDI,所述B组分包含重量份数如下的原料:端胺基聚醚37-73、胺类扩链剂37-73。
7.如权利要求6所述的重防腐高分子有机岩,其特征在于,所述端胺基聚醚为重量份数为30-60的聚氧化丙烯基二胺和重量份数为7-13的甘油聚氧亚丙烯基三胺的混合物。
8.如权利要求5或6所述的重防腐高分子有机岩,其特征在于,所述胺基扩链剂为重量份数为30-60的4,4-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]和重量份数为7-13的二乙基甲苯二胺。
9.如权利要求8所述的重防腐高分子有机岩,其特征在于,所述B组分还包括重量分数为1-3的2,3-环氧丙基三甲氧基硅烷。
10.如权利要求5所述的重防腐高分子有机岩,其特征在于,所述A组分为-NCO值为19.3的MDI或改性MDI与胺基聚醚聚合而成的预聚物,所述B组分由如下重量份的原料制备而成:聚氧化丙烯基二胺48、甘油聚氧亚丙烯基三胺9、4,4-亚甲基双[N-仲丁基苯胺]41、二乙基甲苯二胺12、2,3-环氧丙基三甲氧基硅烷3。
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CN102702475A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-10-03 | 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 | 一种高力学性能喷涂脂肪族聚脲弹性体及其制备方法、施工方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113462269A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-01 | 青岛海洋新材料科技有限公司 | 一种水下固化防水聚脲涂料及其制备方法 |
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