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水性防腐涂料在海洋工程钢结构中的研究进展

海洋拥有着丰富的自然资源,并且它为人类提供了赖以生存的空间环境。海洋约占地球表面积的70%,它为人类的生存和发展提供了丰富的资源。我国不仅国土辽阔,而且所属我国管辖海域面积十分宽广,其中海域面积相当于我国陆地面积的1/3。加上岛屿海岸线绵延长达5万k㎡,有渤!2019中文字字幕在线观看黄!2019中文字字幕在线观看东海和南海四大主要海域。其中海区在500㎡以上的岛屿有6536个,拥有223km领海权的海域面积达37万k㎡,所管辖的专属经济区、2019中文字字幕在线观看海里领!2019中文字字幕在线观看毗连区和部分国际海底区域面积近300万k㎡ 。这一宽阔的海域面积中蕴藏着丰富的海洋自然资源,海洋资源的开发是有着重要战略意义的新兴领域。随着人们对陆地资源的进一步开采使其日趋枯竭,海洋成为人类的生存和发展所依赖重要支柱,海洋资源的开发任重而道远。


海水的导电性很强,含有丰富的氯化物和硫酸盐类电解质,是一种腐蚀性比较强的天然腐蚀剂。在海面风浪的机械搅拌和强烈的自然对流作用下海水是被氧所饱和的,所以普通的钢铁材料在海洋环境下会被严重腐蚀。例如会对港口机械设备、2019中文字字幕在线观看海洋平台钢构架、2019中文字字幕在线观看钢栈桥及钢桩码头等大型海洋工程钢结构的安全运营造成巨大不可估计的经济损失。因此探索高效稳定的海洋工程钢结构的腐蚀防护手段任重而道远。


针对此情况,目前人们选用最多的就是在钢结构外涂覆重防腐涂料。水性防腐涂料是防腐涂料中最具代表性、2019中文字字幕在线观看威力和影响力最大、2019中文字字幕在线观看且有很大发展潜力的一类防腐涂料。文中将针对海洋重防腐涂料及国内外研究进展和发展方向进行系统的介绍。






海洋工程钢结构腐蚀现状

海洋工程钢结构是主要以钢材料为骨架的海洋工程用结构建筑。据统计全球每年的钢材产量超过10亿 t,而每年仅因腐蚀而报废的钢铁设备就相当于年产量的约30%。海洋工程建筑的数量随着人们对海洋资源的逐渐开发日益增多。例如海港、2019中文字字幕在线观看采油平台、2019中文字字幕在线观看人工岛、2019中文字字幕在线观看海底管道等。因此通过研究钢材料的腐蚀防护技术,以降低海洋腐蚀对国民经济造成的损失,对于国家的发展有重大的意义。海水这一复杂的天然腐蚀介质会对于处于其中的金属结构造成很大的破坏,是一种溶有大量以氯化钠为主的盐类电解质。它又不同于简单的食盐溶液,其中还含有悬浮泥沙、2019中文字字幕在线观看溶解气体(O2,CO2 等)、2019中文字字幕在线观看生物及腐败的有机物。因此海洋工程钢结构的海洋腐蚀与防护是一个复杂而严峻的问题。


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全球各个大洋就像是一个相互连通的大的平衡体。在海洋环境中,即使同一海域的同一地点也会表现出不同的腐蚀特征,这就是海洋腐蚀环境的复杂之所在。人们将海洋腐蚀环境大体分为5个带区,分别为:大气区、2019中文字字幕在线观看飞溅区、2019中文字字幕在线观看潮差区、2019中文字字幕在线观看全浸区以及海泥区。海洋工程钢结构在不同的腐蚀带区的腐蚀情况表现出不同的特点。其中飞溅区和潮差区的腐蚀速率最高,对腐蚀防护技术要求难度最大。针对不同的带区采取不同的防护手段,如涂覆涂料 、2019中文字字幕在线观看矿脂包覆防腐技术、2019中文字字幕在线观看电化学保护、2019中文字字幕在线观看材料改性等。其中涂覆水性防腐涂料是腐蚀防护方法中一种行之有效的重要手段。






水性重防腐涂料

水性涂料中没有或者含有很少的有机溶剂而是以水作为分散介质,其无气味、2019中文字字幕在线观看不易燃、2019中文字字幕在线观看价格低廉、2019中文字字幕在线观看储存运输及在使用过程中的安全性大大提高,且性能好。随着国家政策对环境保护的日益严格要求,减少和控制涂料中VOC的含量是环境保护的一个重要措施。水性环氧防腐涂料的诸多性能优势无形中决定了其比其它防腐涂料的应用现状更优良和前景更广阔。









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水性环氧涂料



水性环氧树脂有水乳型和水溶性两种,它利用了环氧树脂良好的稳定性及抗腐蚀性等优良性能。目前,环氧树脂水性化有化学改性法、2019中文字字幕在线观看相反转法和机械法等3种主要方法。机械法是在乳化剂的作用下机械高速搅拌加入环氧树脂,使非水溶性的环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在水中。这一方法制备的环氧树脂乳液稳定性极差,目前很少采用。化学改性法指在环氧树脂分子链上通过接枝改性引入强亲水性基团,使得原本非水溶性的环氧不用外加乳化剂就具有亲水性。相转换法又称相反转法,将一定比例的环氧树脂和乳化剂在高速搅拌下混合均匀,然后向体系中逐滴地滴加水,当水加到一定量时,体系就会从油包水型变成水包油型。此种改性手段相比较机械法产品性能更加优良、2019中文字字幕在线观看稳定,而相比与化学法操作更加方便、2019中文字字幕在线观看快捷。三种方法中普遍采用的方法是相转法和化学接枝改性法。通过自制乳化剂利用相转化法制备出了水性环氧树脂乳液,将添加有TiO 2 、2019中文字字幕在线观看滑石粉及其他助剂的固化剂与制备的水性环氧树脂乳液混合制备出水性环氧涂料。






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水性聚氨酯涂料



聚氨酯是异氰酸酯与多元醇反应生成的一种聚合物。聚氨酯涂料以其优异的性能在涂料行业中占有非常重要的位置,对各种施工对象和环境的适应性较强,可以在在潮湿的底材上施工和低温下固化。20世纪90年代,Jacobs成功开发出能分散于水中的多异氰酸酯固化剂,从而使双组分水性聚氨酯防腐蚀涂料进入实用研究阶段。国内外对聚氨酯涂的研究也是从未间断过 。GPTMS(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)和有机硅MTMS(甲基三甲氧基硅烷)改性水性聚氨酯涂料,增强了水性聚氨酯涂料的机械应力和弹性。其热稳定性提高较大,降解温度也升高到约206 ℃,能够适用于海洋、2019中文字字幕在线观看航天、2019中文字字幕在线观看汽车等领域的防腐。通过热化学转化法将粗甘油、2019中文字字幕在线观看游离脂肪酸、2019中文字字幕在线观看脂肪酸甲酯转变成多元醇,制备出水性聚氨酯涂料。该涂料对钢铁表面表现出很好的附着性能,且涂料的铅笔硬度测试高达F级别。






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水性丙烯酸涂料



水性丙烯酸树脂乳液属于非均相丙烯酸酯聚合物水分散体,具有来源易、2019中文字字幕在线观看使用安全、2019中文字字幕在线观看价格低、2019中文字字幕在线观看减少环境污染和公害、2019中文字字幕在线观看节省资源和能源等优点。丙烯酸树脂乳液用途广泛,性价比优越,是水性树脂中市场 影响力最大的品种 .美国以环氧树脂为基料,以过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,开发出水性双组分环氧/丙烯酸涂料系列MAINCOTEAE-58。其在丙烯酸聚合中将环氧树脂接枝到丙烯酸酯分子链中,且环氧基不开环,固化反应为双键加成反应。所得双组分乳液稳定性好、2019中文字字幕在线观看涂膜致密、2019中文字字幕在线观看贮存时间长、2019中文字字幕在线观看耐磨性和耐候性好、2019中文字字幕在线观看耐水性佳、2019中文字字幕在线观看光泽度高。国内以DS-01无皂乳液作为成膜物质,疏水改性聚羧酸盐731A作为分散剂,二丙二醇甲醚作为成膜助剂制备了一系列性能优异的水性丙烯酸防腐漆。实验表明,水性丙烯酸防腐漆体系具有很好的耐盐雾性能,且一次成膜厚度高、2019中文字字幕在线观看表干时间较快、2019中文字字幕在线观看贮存稳定性良好。






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水性无机富锌涂料



水性无机富锌涂料主要由硅酸钾等水性硅酸盐树脂、2019中文字字幕在线观看硅酸钠、2019中文字字幕在线观看助剂以及锌粉等组成。它属于高固体分厚膜涂料,其以无机物为主要成膜物,防锈颜料为高含量的锌粉,水为分散介质。水性无机富锌涂料是海洋腐蚀防护领域中防锈性能相当优异的一类涂料,而且有很好的实用推广价值。水性无机富锌涂料已被各行各业所接受,因为其为一种零VOC的环保型防腐涂料,具有广阔的应用发展前景。近年国外出现的无机磷酸盐水性富锌涂料,性能优异且对底材处理要求相对较低 。在常见的水性无机富锌涂料中,添加缓蚀性材料和有机成膜基料,使的水性无机富锌涂料的施工适应性大大拓宽,改善了涂膜的致密性、2019中文字字幕在线观看附着性、2019中文字字幕在线观看抗滑移性和耐老化性,并测试了不同云母氧化铁含量的富锌硅酸盐涂层涂覆到碳钢上的阴极保护效果。


水性重防腐涂料具有许多优点:涂膜附着力高、2019中文字字幕在线观看环!2019中文字字幕在线观看耐化学药品和耐腐蚀性能优异、2019中文字字幕在线观看耐磨性好、2019中文字字幕在线观看硬度高;涂膜固化后其中含有的少量水分,可使涂膜表面形成微孔隙,这些孔隙能释放混凝土内部水汽的压力。也有一些不可避免的缺点:施工过程中若不小心掺入污物容易在涂膜表面造成缩孔;不适宜冬季或低温环境施工等。




纳梁的ZS-711海洋防腐涂料,能与钢结构表面铁原子快速反应,生成具有物理、2019中文字字幕在线观看化学双重保护作用,通过化学键与基体牢固结合的无机聚合物防腐涂层,对环境无污染,使用寿命长,防腐性能达到国际先进水平,是符合环保要求的高科技换代产品。


涂层可以长期耐住氯离子腐蚀,有效的保护金属等材质不被海水腐蚀。极好的耐蚀性,抗潮湿大气、2019中文字字幕在线观看酸雨、2019中文字字幕在线观看海水和盐雾腐蚀,对石油石化产品和有机溶剂具有极高的稳定性,ZS-711海洋防腐涂料的耐蚀性不仅优于有机涂料,与常见的无机防腐层相比也具有突出的优势。


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