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钢结构用水性防腐涂料标准及验证试验结果2017防腐蚀涂料年会-(新闻)

发布时间:2022年08月09日    点击:[2]人次

《钢结构用水性防腐涂料》标准及验证试验结果 2017防腐蚀涂料年会

2017年04月28日, 工业和信息化部科技司发布通知,将142项化工、冶金、建材、轻工行业标准报批公示。由全国涂料和颜料标准化技术委员会归口的标准有17项,其中《钢结构用水性防腐涂料》作为工信部的重点项目,标委会进行了大量的数据收集及验证试验工作。

防腐平台征得全国涂料和颜料标准化技术委员会秘书处同意,将此标准编制的主要内容及验证试验结果与大家共享okmart.com。

参与验证试验的均为行业内有代表性、技术水平处于前列的企业,出于保密原因,此文章中不会列出企业的具体名称。由于企业提供的是喷涂好的样板,因此各企业的制板条件也会对结果产生影响,如果有企业做过现场施工样板与实验室样板的性能比对,也欢迎与防腐平台联系,分享您的试验结果。

标准背景

近年来,水性防腐蚀涂料在重防腐涂料领域方面的应用呈上升趋势,如基础建设,油气和电力行业以及工业储罐、船舶和化工行业等。实际应用表明水性工业防腐蚀涂料是在某些条件下可以对钢材提供有效的保护作用。

由于水是主要的溶剂,它也可以用来清洗和稀释水性涂料,且几乎没有溶剂味道,同时,使用水性涂料也可给用户带来较低的成本,如节省干燥时间、由于低燃性可以降低保险费用、减少室内通风以降低能耗,以及减少因使用其他溶剂和清洗剂而造成的费用,使用单层涂层配套,可以省去停工时间和架设脚手架的费用等。因此水性防腐蚀涂料有着很好的应用前景。

标准适用范围

本标准适用于以水为主要分散介质,在大气腐蚀环境(C2~C4)条件下使用的低合金碳钢材质的钢结构表面用防腐涂料。本标准不适用于浸泡、埋地、储罐衬里等腐蚀环境以及很高腐蚀性的大气腐蚀环境(C5-I和C5-M)下使用的水性钢结构防腐涂料。

从水性涂料在防腐领域的初步应用经验来看,即使在严酷的海洋腐蚀环境条件下,水性防腐涂料仍表现出积极的效果,如NACE的报告08015 waterborne coatings—results of 6 years offshore testing中的结论:“在海洋环境和海岸环境下进行了水性涂料体系(全水性、水性/油性混合体系)和传统的底中面三涂层体系防腐性能的直接比较,在这两种测试环境下,水性涂层体系给出了相似的或是更好的防腐效果……。

水性涂层的体系的测试结果显示,水性涂层的防腐质量可以满足严酷大气腐蚀环境下应用之需”。所以,本标准推荐水性钢结构防腐涂料应用在大气腐蚀环境下是可行的,基于目前国内水性涂料技术的进展情况,主要适用于大气腐蚀环境(C2~C4)。

但是从耐化学介质浸泡、耐水性等方面的实验室测试结果来看,水性环氧、水性聚氨酯相比起溶剂型的同类品种来说,性能差异较为明显,而我们也未查到国内外成功的应用案例,所以,基于审慎原则,本标准不推荐水性涂料应用于埋地、浸水、化学品储罐等的应用场合。

而且在修改采用ISO 12944-5:2007的国家标准GB/T30790.5-2014中也指出水性涂料产品通常不适用于浸水或埋地环境。

分类和分级

根据用户的使用习惯和行业惯例,本标准将钢结构用水性防腐涂料分为底漆、中间漆和面漆;还根据涂层体系的使用环境进行大气环境腐蚀性分级(参照GB/T30790.2-2014);

同时将每种大气腐蚀性等级下的涂层体系根据其使用的耐久性均分为三级(参照GB/T30790.5-2014),分别是:低(L),2年~5年;中(M),5年~15年;高(H),15年以上。

标准项目设置和说明

项目设置分两种情况,涂料的基本性能和涂层体系配套后的性能。涂料的基本性能主要根据水性涂料的特有性能、使用环境和要求设置,参照了目前单品种水性防腐涂料的产品标准。对底漆、中间漆和面漆均设置在容器中状态、施工性、冻融稳定性、涂膜外观、干燥时间等基本性能;

设置不挥发物含量和密度项目来考察涂料产品生产的批次稳定性;VOC含量主要是考察环保性能;闪锈抑制性主要考察由于水性漆的施工而可能造成底材的快速生锈情况;

早期耐水性能考察涂料施工的早期由于户外下雨等情况对涂层的影响;对于富锌底漆,考察附着力的项目为拉开法附着力,其它底漆采用划格试验。中间漆耐冲击性和划格试验项目;面漆产品根据需要设置光泽项目,增加了弯曲试验项目。

腐蚀环境下使用的涂料配套体系的性能要求主要根据使用的环境和防腐要求设置,参照了GB/T30790.6-2014的部分要求。

涂层配套体系的性能要求

涂层配套体系性能要求应符合表1中的要求。较高腐蚀性等级和耐久性等级的涂层配套体系也可作为较低腐蚀性等级和耐久性等级的涂层配套体系,并可适当降低涂层厚度。

水性钢结构防腐涂料底漆、中间漆和面漆技术指标的确定:

底漆的技术指标主要参照目前单个品种的相关标准同时依据使用要求确定,部分指标商定。

针对挥发性有机化合物(VOC)含量,在指标设置时主要争议的涂料品种是水性醇酸涂料,当时在制定化工行业标准HG/T 4847—2015《水性醇酸树脂涂料》时共分别对6个底漆和4个面漆产品进行了测试,具体结果见表2,6个底漆样品VOC含量结果均≤200g/L,通过率为100%;

4个面漆样品结果均大于200g/L,而结果≤250g/L的有2个,通过率为50%;

考虑到涂料技术的进步以及标准的导向作用,并且此次征求意见共有5家企业要求降低VOC指标,故建议将底漆和中间漆的VOC含量指标统一调整为200g/L,面漆的VOC含量指标调整为250g/L。

水性钢结构防腐涂料配套体系技术指标的确定

由相关企业提供较好配套性的试板进行验证试验,看相关指标的满足情况,同时让各企业提供实际使用的水性防腐涂料体系的配套情况及预期能使用的环境。企业提供的验证试验样板配套体系信息见表3,各项验证试验数据及分析分别见表3~表12, 表13为配套体系样板的综合性能及与预期使用环境的符合情况。

从31个样品的试验数据来看,不考虑耐酸、耐碱,符合预期使用环境的有16个样品,占51.6%;如果考虑耐酸、耐碱,符合的仅为13个,占41.9%;相关综合指标严于各企业预期。

但是从各分项的试验情况来看,结果还是令人欣慰的,有很多样品的各分项值都超过了本标准设置的指标最高值。例如,31个样品中附着力≥5MPa的有26个,占83.9%;31个样品中连续冷凝试验高于240h的有18个,占58.1%;

31个样品中耐中性盐雾性能高于480h的有19个,占61.3%;31个样品耐人工气候老化性大于1000h的有27个,占87.1%;28个样品的耐水性试验高于120h的有18个,占64.3%;全部28个样品均通过1500h耐油性试验;

30个样品的耐酸性试验高于96h的有19个,占63.3%;28个样品的耐碱性试验高于96h的有14个,占50%。从这些结果来看,应该来说水性涂料在防腐领域有着很好的应用前景。

样品数量

共收集到由12家工作组单位提供的31套配套体系样板。为了更好地收集数据,此次验证试验将尽可能地做到破坏为止,以了解目前水性防腐涂料体系的性能水平。考虑到尽可能地做到破坏为止,盐雾试验后的附着力未进行测试。

验证试验简单小结

附着力:≥5MPa的有26个,占83.9%;≥3MPa的有30个,占96.8%;其中在3MPa至5Mpa之间的5个样品,有3个底漆可能是使用富锌底漆、单组分醇酸或丙烯酸底漆,指标设置基本合理。

连续冷凝:最长做至2472h,其中性能没有低于48h的;低于120h的有7个,占22.6 %;低于240h的有13个,占41.9%;高于240h的有18个,占58.1%。

中型盐雾:最长做至2400h,其中性能低于120h的有5个,占16.1%;低于240h的有8个,占25.8%;低于480h的有12个,占38.7%;高于480h的有19个,占61.3%。

人工气候老化:其中性能低于400h的有3个样品,占11.5%;1个样品为600h,占3.85%;3个样品为1600h,占11.5%;其余19个样品均大于2000h,占73.1%。最后5个样品因投试时间较晚,只进展到1400h。

耐水性:进展至1500h,其中性能低于48h、72h和96h的均为2个,占7.1%;低于120h的有10个,占35.7 %;高于120h的有18个,占64.3%。

耐油性:均通过1500h。

耐酸性:进展至1500h,其中性能低于48h的有8个,占26.7%;低于96h的有11个,占36.7 %;高于96h的有19个,占63.3%。

耐碱性:进展至1500h,其中性能低于48h的有3个,占10.7%;低于96h的有14个,占50 %;高于96h的有14个,占50 %。

共31个样品,不考虑耐酸、耐碱,符合预期使用环境的有16个,占51.6%;如果考虑耐酸、耐碱,符合的为13个,占41.9%;相关综合指标严于各企业预期。

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