VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料

杜忠勝 王慧

煙臺(tái)魯蒙防水防腐材料有限公司 264006

引言

我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，帶動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度較快，相應(yīng)帶來的則是腐蝕損耗的增大，僅1995年我國由于腐蝕造成的損失就達(dá)到1500億元［1］，伴隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，“西氣東輸”等項(xiàng)目對(duì)于防腐的需求也越來越大，而這些項(xiàng)目的防腐施工離不開防腐涂料。我國的防腐涂料類型大多是溶劑型，而且用的樹脂大部分屬環(huán)氧系列產(chǎn)品，這類涂料固化后成剛性，耐沖擊性差，如果用于混凝土防腐，需基層十分干燥方可施工，且自身有毒，施工時(shí)污染環(huán)境，不符合環(huán)境友好型的發(fā)展方向，針對(duì)這一情況，亟需一種環(huán)境友好、柔韌性優(yōu)秀、抗沖擊性能好的防腐新材料來改變現(xiàn)狀。水性高分子樹脂防腐涂料作為一種新型柔性防腐涂料能較好地滿足工程需求，不僅適用于混凝土結(jié)構(gòu)防腐，也適用于鋼結(jié)構(gòu)防腐。

2 材料介紹

2.1 性能指標(biāo)

以下以煙臺(tái)魯蒙防水防腐材料有限公司生產(chǎn)的VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料為例介紹材料的基本性能，其性能指標(biāo)見表1。

表1 VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料性能指標(biāo)Tab.1 Performance indicators of VRA-LM water based polymer resin anticorrosive coating

2.2 材料實(shí)驗(yàn)

本文取性能指標(biāo)最具代表性的VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料-重防腐Ⅰ型進(jìn)行介紹。

1.化學(xué)性能實(shí)驗(yàn)

未添加改性劑的VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料盡管具備一定的防腐性能，但在部分酸性較強(qiáng)的環(huán)境下仍存在較多限制。為在不破壞基本材料良好彈性的前提下，較大程度地提高VRALM水性高分子樹脂防腐涂料的耐酸性能，擬采用氟樹脂對(duì)涂料進(jìn)行改性。氟樹脂大分子鏈中存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的F-C化學(xué)鍵，在腐蝕性強(qiáng)的環(huán)境下仍能保持優(yōu)異的綜合性能，因此本材料決定采用其作為改性劑，更好地提高VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料的防腐性能。

從市面上選取三家不同的氟樹脂作為改性劑A、改性劑B、改性劑C進(jìn)行試驗(yàn)，添加量為0.2%，采用未摻改性劑的VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料作為對(duì)照，采用制樣及養(yǎng)護(hù)方法如下：將在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置后的樣品按比例分別稱取兩組分，混合后機(jī)械攪拌15min，靜止3min左右，以減少氣泡，涂在PE板上，為方便脫模，模具表面可用脫模劑進(jìn)行處理。試樣制備時(shí)分5～6次涂覆，試樣厚度（1.5±0.2）mm，每道厚度大約（0.3±0.1）mm，后道涂覆應(yīng)在前道涂層實(shí)干后進(jìn)行，兩道間隔時(shí)間為6h左右。待達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)厚度，在標(biāo)準(zhǔn)條件下靜止168h，然后脫膜。

將按照上述步驟制備成型的試片置于不同濃度的腐蝕介質(zhì)中，7d后觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 涂料試片浸泡7d后觀察現(xiàn)象Tab.2 Phenomenon of coating specimens after7days soak time

以上四組進(jìn)行對(duì)比，可得出：摻0.2%氟樹脂改性劑能夠大大提高VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料的防腐性能，其中，摻改性劑A后材料的耐腐蝕性效果最好。此外，摻改性C的對(duì)照組存在一組異常數(shù)據(jù)，較低濃度的10%鹽酸起泡，而濃度30%鹽酸卻未起泡，此處需進(jìn)一步試驗(yàn)。

2.物理性能實(shí)驗(yàn)

作為柔性防腐涂料，需要有較高的物理性能，尤其是斷裂伸長率，才能抵抗混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)裂紋，避免后期防腐層與混凝土層同時(shí)開裂，影響防腐效果。VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料由水性高分子乳液與無機(jī)填料組成，原材料中水性高分子乳液的采用，決定了其具備一定的彈性，而這一彈性的高低，則需要塑化劑來進(jìn)一步調(diào)整。在塑化劑的選擇上，對(duì)增塑劑要求除了需要與高分子乳液相適配，同時(shí)不會(huì)對(duì)材料的防腐蝕性能產(chǎn)生不利影響。

本實(shí)驗(yàn)將未添加塑化劑配方定為配方A，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下制樣、養(yǎng)護(hù)，并按照《建筑防水涂料試驗(yàn)方法》（GB/T16777—2008）中拉伸性能采用拉力機(jī)進(jìn)行測試，為作對(duì)比，在配方A基礎(chǔ)上加入8%的塑化劑，將添加塑化劑后的配方定為配方B，并在相同條件下制樣、養(yǎng)護(hù)、檢測，得出表3數(shù)值。

表3 拉伸性能測試數(shù)據(jù)Tab.3 Test data of tensile property

經(jīng)比較，加入塑化劑后的材料雖然拉伸強(qiáng)度輕微降低，但斷裂伸長率有較大提高，且數(shù)據(jù)離散程度低，更為穩(wěn)定。因此，在VRA-LM高分子樹脂防腐涂料的原材料選擇上，可選擇加入8%增塑劑提高其斷裂伸長率及材料穩(wěn)定性。

2.3 材料特性

（1）VRA-LM高分子樹脂防腐涂料為水性彈性防腐涂料。

（2）與混凝土表面接觸，可以滲透到混凝土毛細(xì)孔內(nèi)，與混凝土具有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（1.5MPa）［2］。

（3）耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹽、礦物油、臭氧、細(xì)菌的腐蝕。

（4）高彈性能夠預(yù)防混凝土的動(dòng)態(tài)裂紋造成的滲透腐蝕。

（5）無需繁復(fù)的基層處理，直接多次噴涂即可達(dá)到設(shè)計(jì)厚度要求；防腐涂層較厚能夠確保工程質(zhì)量。

（6）干濕基面均可施工，機(jī)械噴涂和人工涂刷均可。

（7）工藝簡單、無毒無污染能耗較低，日施工面積可達(dá)5000m2。

（8）20多年的實(shí)際工程使用，使用壽命較長。

VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料可以用在鋼結(jié)構(gòu)、鋼罐體、鋼管道的防腐，鋼材表面輕微銹蝕不必噴砂除銹，也可直接涂刷或噴涂本防腐涂料，涂層厚度應(yīng)達(dá)到1.5mm。

3 施工案例介紹

VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料主要適用于石油、化工廠污水處理池的防護(hù)，城市工業(yè)污水、生活污水處理廠的防護(hù)抗?jié)B，也適用于食品工業(yè)、生物工程、制藥、自來水水廠、輸水管道等無毒環(huán)境的防腐，還適用于發(fā)電廠晾水塔內(nèi)壁的防腐，垃圾掩埋場混凝土結(jié)構(gòu)防腐。本文以北京某花園式再生水廠為例介紹該防腐材料的應(yīng)用。

圖1 池體外觀Fig.1 Facade of pond

圖2 池體內(nèi)貌Fig.2 Interior of pond

3.1 工程介紹

該工程為混凝土結(jié)構(gòu)再生水廠，要求池體全部封閉，池頂綠化，為達(dá)到甲方要求，廠區(qū)所有池體均處于地下，通過集中處理臭氣、廢水從而達(dá)標(biāo)排放。該水廠采用具有“脫氮除磷功能的底曝氧化溝工藝＋生物濾池＋濾布濾池＋超濾膜”處理工藝，水質(zhì)分析見表4。

表4 進(jìn)出水水質(zhì)分析Tab.4 Analysis of inlet and outlet water quality

由于廠區(qū)全部封閉，要求防腐材料無異味、固化快，對(duì)材料環(huán)保性能要求較高；又由于水處理工藝繁雜，對(duì)防腐材料的耐腐蝕性能提出了更高的要求。通過對(duì)工程情況及水質(zhì)進(jìn)行分析，選擇使用VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料。

3.2 施工工藝

VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料最大特點(diǎn)是對(duì)基層形狀、部位、基層種類等無特殊要求，適用性強(qiáng)，適用于各種基層材料，其施工操作可歸納為以下三個(gè)環(huán)節(jié)［3］：基層處理→材料配制→涂料施工。

1.基層準(zhǔn)備

（1）基層要求平整，表面壓實(shí)壓光，無尖銳棱角，無蜂窩麻面，無起鼓裂紋，否則必須處理達(dá)到以上要求。

（2）表面建筑垃圾、浮灰必須清除干凈。

（3）基層不應(yīng)有明水，否則應(yīng)排除，清掃干凈。

2.材料配制

（1）配合比：VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料使用時(shí)應(yīng)按廠家提供的配合比準(zhǔn)確計(jì)量，攪拌均勻。

（2）攪拌要求：攪拌時(shí)把固體物慢慢倒入液體中并用攪拌器充分?jǐn)嚢璨簧儆?0min，無氣泡為止，攪拌時(shí)不得加入或混入上次攪拌的殘液及其他雜質(zhì)，配好的涂料及時(shí)使用完畢避免固化造成浪費(fèi)。

（3）清洗：每次配料完畢及時(shí)用清水清洗配料桶及攪拌葉片等器具和設(shè)備，否則會(huì)影響下一次配料的質(zhì)量。

3.涂料施工

VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料可采用機(jī)械噴涂或人工涂刷。

（1）機(jī)械噴涂

采用無氣噴涂機(jī)噴涂，每臺(tái)班可完成3000m2，將設(shè)備調(diào)制好后可進(jìn)行噴涂，要求平整、均勻，厚度一致。第一遍噴涂完畢后，間隔約4h，涂膜表干后，噴涂第二遍，同層VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料雖無接茬寬度要求，但搭接必須完全，不能出現(xiàn)少噴或漏噴現(xiàn)象，最好采用多遍噴涂達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，用料量見表5。

表5 不同厚度的每平米用料量Tab.5 Material consumption per square meter of different thickness

（2）人工涂刷

采用150mm以上的長板刷或圓形滾動(dòng)刷涂刷。涂刷要橫、豎交叉進(jìn)行，達(dá)到平整均勻、厚度一致。最好采用多遍涂刷的方式達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

3.3 運(yùn)營情況

該工程防腐項(xiàng)目采用高性能防腐材料、方便快捷的施工方式，完全滿足該工程的工藝、材料要求，迄今為止經(jīng)過了8年的實(shí)際使用，仍保持良好的性能、狀態(tài)。

4 結(jié)語

VRA-LM水性高分子樹脂防腐涂料的高抗裂性能、高粘結(jié)性能、高耐腐蝕性能、水性綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)能夠很好地滿足當(dāng)今混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等建筑對(duì)防腐的要求，施工方便、干濕面均可施工、施工速度快，可以廣泛地應(yīng)用于污水處理廠、自來水廠等需要著重對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行防腐保護(hù)的工程。