油罐外壁用的耐候防腐涂料体系
李建忠 , 董 彬 , 王德锋 , 何崇伟
( 中国石油天然气管道科学研究院防腐研究所 , 河北廊坊 065000)
摘 要 : 阐述了目前国内外耐候防腐涂料的应用情况 , 着重介绍了油罐外壁用的耐候防腐涂料体系 , 并列举
了配套涂层的性能指标.使用结果表明 , 该配套涂料体系是油罐外壁用的最佳耐候防腐涂料体系.
关键词 : 油罐外壁 ; 耐候 ; 防腐 ; 配套涂料体系
1 前 言
对暴露在空气中的金属构件进行表面涂装是一种重要的防腐蚀方法 , 但性能不好的涂层因长时间受风吹雨淋
及紫外光的影响 , 涂层会产生粉化,龟裂脱落现象 , 使空气中的腐蚀介质到达金属表面 , 造成金属的严重腐
蚀.
国内外防腐涂料品种很多 , 主要是醇酸涂料,氯化橡胶涂料及氯磺化聚乙烯涂料.油罐外壁较早采用醇酸涂料,
近年来 , 推广采用氯磺化聚乙烯涂料和氯化橡胶涂料 , 但这几种涂料的耐候性能都不理想.
20 世纪 50 年代中后期 , 环氧涂料和聚氨酯涂料发展迅速.环氧涂料优异的附着性和防腐蚀性 , 与脂肪族聚
氨酯涂料良好的耐磨性和耐候性配套 , 是当今最重要的近海和海洋耐候涂料体系.该涂料体系与无机富锌涂料
配套 , 即一层无机富锌涂料,一层厚浆环氧涂料和多层脂肪族聚氨酯涂料配套体系 , 是一种可用于任何海洋环
境的涂料配套体系 , 在美国德克萨斯州 , 墨西哥湾地区,北海,地中海和中东地区大量应用 , 经十几年的使
用 , 证明该涂料体系的防腐蚀效果
好 , 外观也保持良好 [ 1 ] .目前我国高耐候性丙烯酸聚氨酯涂料大多用作汽车面漆 , 油罐外壁基本没有采用
这种涂料 , 而国外石油行业采用此涂料已有近 30 年的历史.本文对油罐外壁用耐候防腐涂料体系作一介绍.
2 油罐外壁用耐候防腐涂料体系
2 . 1 环氧富锌底漆
环氧富锌底漆是双组分涂料 : 甲组分由成膜树脂,溶剂,锌粉和助剂组成 , 乙组分为固化剂.要求固化后的
漆膜中含有足够量的锌粉 , 以形成连续致密的涂层并与金属接触.涂层受侵蚀时 , 由于锌的电位 (-0 . 762 V)
比铁的电位 (-0 . 44 V) 负 , 锌为阳极 , 发生腐蚀 , 金属底材为阴极而受到保护.随着锌粉的腐蚀 , 锌粉颗粒
中间沉积了许多腐蚀产物〔主要是碱式碳酸锌 2ZnCO 3 Zn (OH) 2 〕 , 这些腐蚀产物不导电 , 填充在漆膜
中 , 阻挡屏蔽腐蚀因子的透过 , 对金属起到保护作用.
环氧富锌底漆的性能关键在于锌粉 , 要求采用 325 目超细锌粉 , 且规定锌粉在干膜中的质量分数不低于77
% .为了防止在贮存和施工过程中出现沉淀和气泡 , 还需添加防沉剂和消泡剂.
2 . 2 云铁环氧中涂漆
中涂漆采用厚浆云母氧化铁环氧聚酰胺涂料.聚酰胺固化剂的毒性低 , 可以室温固化环氧树脂 , 其涂层的耐水
性和耐候性较好.云母氧化铁的主要成分是α -Fe 2 O 3 , 化学性质稳定 , 其颗料是鳞片状结构 , 对紫外线和
日光具有反射作用 , 可以提高涂层的耐水性和耐候性.以环氧树脂为基料树脂 , 云母氧化铁为主体颜料 , 辅
以其他颜填料和助剂 , 组成中涂漆.
2 . 3 丙烯酸聚氨酯面漆
丙烯酸聚氨酯不吸收 300 nm 以上的紫外光及日光 , 羟基丙烯酸树脂和脂肪族异氰酸酯交联剂组成的涂层具
有优异的耐候性.通过调整丙烯酸树脂的羟基含量 , 可以得到机械性和防腐蚀性优异的涂层.采用丙烯酸树脂,
溶剂,颜填料和助剂组成甲组分 , 脂肪族异氰酸酯为乙组分 , 可以得到耐候性能和防腐性能优异的涂层.管道
科学研究院已研制成该种涂料 , 并于北京房山石楼泵站的油罐上进行了现场试验 , 经三年使用 , 目前涂层仍
然完好 , 而同期施工的氯化橡胶涂层已经出现粉化和剥落现象.
3 底漆,中涂漆和面漆的配套性能
底漆和中涂漆均采用环氧树脂作为基料树脂 , 施工中要求在底漆完全固化前涂覆中涂漆 , 在固化过程中 , 层
间结合部位的环氧树脂与固化剂发生交联反应 , 底漆和中涂漆的层间附着力是完全有保证的.环氧树脂分子中
含有足够与异氰酸酯基发生交联反应的羟基 , 在中涂漆完全固化前涂覆面漆 , 可以保证在涂层的结合部位发
生异氰酸酯基 ( — NCO) 与环氧树脂羟基的交联反应.即使中涂漆已固化完全 , 面漆与中涂漆的层间附着力
仍然很好.因此 , 整个涂层体系具有良好的层间附着性.
应根据不同的腐蚀环境和防腐工程的要求 , 确定防腐蚀涂层的等级与结构 , 见表 1 .
表 1 防腐蚀涂层的等级与结构
3 . 1 涂层的性能指标
油罐外壁配套涂层的性能指标见表 2 .
表 2 油罐外壁配套涂层的性能指标
由表 2 可见 : 该配套涂层的附着力强 , 柔韧性好 , 特别在耐磨性,耐化学品性及耐紫外光老化性方面显
示出极强的优势.
3 . 2 几种耐候防腐涂料的性能对比
耐候丙烯酸聚氨酯涂料与贮罐常用的氯磺化聚乙烯涂料及氯化橡胶涂料的性能对比见表 3 .
表 3 几种耐候防腐涂料的性能比较
由表 3 可见 , 丙烯酸聚氨酯涂料的耐磨性较其他两类涂料提高一倍以上 , 涂层耐冲击性提高 50 % , 耐
紫外光老化性达到优级 , 而其他两类涂料的耐紫外光老化性分别为较好和表面失光 , 这与实际使用效果是一
致的.