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1、用于铁塔防止腐蚀的涂料及涂料 配制工艺 郭军科卢立秋宋卓 ( 天津市电力公司技术中心天津3 0 0 0 2 2 ) 强要 本文简要分析了所选用的几种主要铁塔防腐涂料的原因，并简单介绍了它们的原 料配方和配制工艺 关键词 铁塔腐蚀涂料工艺 1 防腐涂料的选择 天津地区高压输电路中架线设施大多是以碳钢结构为主的各种形式的铁塔及横担构件， 对于常年处于室外大气环境中的碳钢构件的防腐蚀措施近来主要是采取热镀锌的办法。对于 运行年限较长的老塔多采取喷涂漆类防腐涂料。 近来技术中心对市区高压输电线路架线铁塔锈蚀状况及熟镀锌保护，涂料保护的效果做 了调查，发现热镀锌铁塔投入运行后半年多的时间即失去光泽，表面
2、呈暗灰色，随着运行年 限的增长镀锌后失去阴极保护的作用，铁塔基体锈迹斑斑，尤其铁塔根部与水泥基础的结台 处锈蚀更为严重。 为此我们结合铁塔防腐存在的问题对各种防腐涂料开展了大量试验工作，从中筛选出了 适合铁塔防腐蚀涂料，这些涂料使用寿命长，性能好。据有关资料介绍其使用寿命可达到 3 0 年以上。为了试验涂料的实际性能我们进行了涂漆试验检验其防腐性能和使用效果。 对于铁塔防腐我们筛选了以下几种防腐涂料： 1 1 云铁环氧树脂涂料( 底漆中间漆) 云铁环氧树脂涂料是以耐蚀环氧树脂为主要成膜物质，以薄片状的云铁鳞片为骨料，再 加上各种添加剂组成的涂料。 云铁鳞片的厚度仅为数微米。片直径为数十微米到一
3、百微米。由于涂料中云铁鳞片上下 交错排列，形成了独特的屏蔽结构，因此形成了极优良的抗介质的渗透性，优良的耐磨性， 硬化时收缩率及热膨胀系数小与基体粘结性好，耐温度骤变性能好，施工工艺性可采用喷， 滚，刷等施工方式。 I 2 丙稀酸一聚氨脂漆( 面漆) 6 0 丙稀酸聚氨脂漆由于它们抗候性、抗日照、附着力、抗腐蚀性强，避免了环氧树脂 漆长期直接暴露在大气环境中日光照射易粉化的缺点。 1 3 涂料的伍配 铁塔地面一米以上处：面漆可选用丙稀酸一聚氨脂漆或聚氨脂漆，以云铁环氧树腊漆为 底漆； 铁塔地面一米以下处：面漆可选用丙稀酸聚氨脂漆或聚氨脂漆： 中间漆可选用环氧云铁漆； 底漆可选用环氧富锌漆； 铁
4、塔底部可涂刷环氧富锌底漆，再涂云铁鳞片环氧漆作为中间漆，这样对接近地面潮 湿部分进行阴极保护( 钢铁为阴极，锌为牺牲阳极，以防止电化学腐蚀) 。 2 铁塔涂装前金属表面的处理技术及要求： 铁塔表面涂装前的处理的目的在于：提高铁塔本身的防腐蚀能力，增加它和漆膜之间的 附着力，延长膜的耐久性，有利于漆膜的流平性和装饰。总之，铁塔在涂装前表面处理是最 大发挥涂料特性，顺利进行涂装作业，保证膜质量的先决条件，如表面处理不好虽然用同一 种涂料，使用效果也有很大差异。 2 1 对钢铁基层的要求； 涂装施工前应将旧漆膜，及铁锈、油污等金属表面附着的污物清楚干净，且露金属面基 体。对于新建铁塔应将焊渣、毛刺、
5、铁锈、油污等清理干净，对有孔和砂眼处可用腻子填平。 2 2 表面处理工艺： 对金属表面处理工作应结合工作现场具体情况如锈蚀面的多少及深度、旧漆面的大小及 施工条件等而采取相应措施。一般可选用以下方法中的一种或数种配台使用以达到简单快速 处理目的：如手工除锈、机械除锈、喷砂除锈、化学除锈等方法。 3 防腐涂料的配制工艺 大部分涂料都是液态可流动状的，它通常是由树脂成膜物、颜料、溶剂( 或分散介质) 以及少量其它助剂( 如分散剂、消泡剂、增稠剂、流平剂、催干剂、防结皮剂等) 所组成。 从本质上讲，它是固体的颜料和填料在成膜物溶液或分散液中的均匀、稳定的分散体。涂料 的配制过程实际上就是把颜料固体粒
6、子混入液体漆料中，使之形成一个均匀微细的悬浮分散 体。因此涂料的配制过程实质上就是一个颜料，填料的分散稳定过程。一般的颜料和填料的 原始粒子都是很小的，其粒径约为o 0 1 _ 2 u m 之间，比通常涂料色漆所要的最大粒度小许多 倍，也就是说涂料中颜料。填料不是以单独粒子的形式稳定存在，而通常都是以颗粒凝聚体 6 1 的形式存在，没有经过分散的颜料，填料粒子是以二次粒子( 通常由几十万甚至几百万个原 始粒子的聚集体所组成) 的方式存在的，起粒径有时会达到l O O u m 以上，色漆( 涂料) 的配 制过程主要任务就是设法将这些颜料、填料的聚集体解聚，并稳定而均匀地分散于漆料中。 这种分散过
7、程般通过颜料，填料的润湿、分散、研磨和稳定三个阶段来完成。润湿就是首 先用树脂漆料或溶剂及分散介质来置换颜料，填料表面所吸附的气体等，研磨是用外力打开 颜料、填料中较大的聚集体，使之成为符合涂料工艺要求的细小粒子。研磨设备通常采用高 速分散机、研磨机、三棍研磨机等。稳定是指将己润湿并被分离的颜料、填料颗粒在树脂漆 料中稳定下来不再相互聚集、凝结，在较长时间内能够形成相对稳定的悬浮体系和平衡状态。 以上三个过程是相互联系，相互制约并不可分割的，而且也很难分清在某一过程和设备只进 行哪一阶段的作业。 根据中央电视台公布的全国各大城市大气环境评价，天津市环境大气质量为l 一3 属级 轻度污染状况。结
8、台我局供电系统所处地理位置，我们大致介绍以下几种防腐蚀涂料的配制 工艺。 3 1 环氧富锌( 底漆) 配制 性能特点；以中等分子量环氧树脂液与防锈能力很强的金属锌粉等为组分( A ) ，与聚 酰胺树脂固化剂为组分( B ) ，该漆防锈能力很强，具有阴极保护作用和能渗入焊接缝隙处， 并能耐溶剂腐蚀，在阳光下耐气候性稳定。 用途：适用于金属( 铁塔底部，变电站设备) 表面涂装及防腐设备打底。 使用方法：将A 、B 按9 6 8 ：3 2 混合均匀，放置2 0 一3 0 分钟后使用，以二甲苯丁醇 ( 2 ：1 ) 混合溶剂稀释到所需粘度。 生产工艺流程： 颜料溶剂溶剂 l 环氧树脂噼粉一预混合一研磨
9、一调漆一过滤一包装。 生产工艺流程中包括；1 蒸汽加热涂料釜2 配料搅拌机3 砂磨机4 调漆罐5 过滤器6 A 组分成品7 常温容料釜8 过滤器9B 组分成品。 3 1 I 组分 配料比例见表1 ( ( 环氧当量5 0 0 ) 表1E 一2 0 双酚 型固舂环氧配料比 原料料配比( 质量) 树脂3 5 乙二醇乙醚醋酸脂 3 5 甲基异丁基酮 3 9 气相二氧化硅 2 O 二甲苯3 9 锌粉8 0 将环氧树脂，锌粉，气相二氧化硅粉，溶剂等经高速搅拌预混合后研磨分散调整粘度 至2 0 _ _ 6 0 s 过滤，包装得组分A ； 锌粉要隶：锌粉纯度9 9 5 细度 4 5 u m 。 3 1 2 组
10、分B 配料比例见表2 表2 组分B 配料比例 原料 料配比( 质量) 聚酰胺树脂( 1 0 0 ，胺值约2 0 0 ) 2 甲基异丁基酮 o 6 = 甲苯O 6 3 1 3 产品性能指标： 外观及颜色漆膜平整、灰色 干燥时间h 表千I ，实干2 4 粘度( 涂4 杯)2 0 - - 6 0 冲击强度k g c 4 0 3 2 。环氧云母氧化铁( 底漆中间漆) 配制 性能特点：云母氧化铁化学成分是d F e ：喝，由于其片状结构类似云母，故称云母氧化 铁。云母氧化铁薄片厚度仅为数微米，直径数十微米到l O O u m ，具有优良的耐温和耐酸耐碱 性，并且价格低，无毒，是一种优良的涂料颜料。以云母
11、氧化铁为主要颜料的环氧漆除了通 常的物理防锈作用外，其突出特点还在于：鳞片状的云母氧化铁均匀地分布在涂层内，可以 有效的阻挡外来介质对涂层的渗透，延长介质渗透时间；环氧云母氧化铁涂膜表面由于片状 填料作用，有较好的粗糙度，有利于与底漆和面漆的结合；同时进一步降低了环氧树脂漆的 收缩率。 用途：适用于户外大型钢铁构件如高压输电铁塔、桥梁、船舶、车辆等防锈中间漆底 漆涂装可涂刷，喷涂，以溶剂调整粘度。 生产工艺流程； 另一部分环氧树脂 l ， 颜料+ 填料+ 环氧树脂( 部分) 一混合一调漆一过滤一成品 ff 铝粉浆溶剂 表3 环氧云母氧化铁各组分原料配比 原料名称底漆中闻漆 ( A ) E 一2
12、 0 环氧树脂 4 6 64 8 O 云母氧化铁2 6 7 2 5 0 铝粉浆4 05 0 锌铬黄3 8 混台溶剂( - - 甲苯丁醇h1 )9 11 2 ，9 ( B ) 固化剂，聚酰胺3 0 0 # 989 1 颜料漆基( 质量比) L00 8 3 环氧树脂聚酰胺( 质量比) 1 0 0 ：4 21 0 0 ：3 7 9 该漆料分为A 、B 二组分，应分别包装，使用时将二种漆料按以上配料质量比数量进行 混合，放置2 0 一3 0 分钟后用，配制量不要过多，一般在6 小时内用完。 3 3 聚氨脂防腐涂料( 面漆) 性能特点：该漆是由T D I ( 甲苯二异氰酸脂) 作为主要成膜物质，其他树脂
13、做固化剂， 漆膜光亮、耐磨，附着力强，抗腐蚀性突出。 用途：适用于各种抗腐蚀性要求高的材料表面。 生产工艺流程： 漆料+ 颜料+ 溶剂溶剂+ 助剂 II 预混一研磨一调漆一过滤一包装一乙组分 生产工艺流程中包含有：1 配科搅拌机、2 砂磨机、3 调漆锅、4 过滤器、5 乙组分成品、 6 蒸汽加热反应锅、7 过滤器、8 甲组分成品。 表4 聚氨脂防腐涂科投科配比 原料名称投料配比( 质量) 乙组分H D I 缩二脲( 2 5 溶液)2 5 6 6 5 0 # 聚脂( 含。 i 基8 )1 8 8 肽白1 4 9 炭黑 醋酸溶纤剂 3 0 6 。 甲组分 甲苯l O O 辛酸锌或环烷酸锌 0 1
14、醋酸丁酸纤维票 l N C O O H1 1 实施工艺：甲组分将聚氨脂漆料、颜料、溶剂混合，研磨，然后加入其他溶剂和助剂调 漆。涂装时将乙组分和甲组分按比例混合，在规定时间用完。 产品性能指标：漆膜外观平整光滑。 粘度( 涂4 杯) 2 5 ( 2 ：2 5 0 0 s ； 干燥时间：表干O 5 h ，实干3 h ； 冲击强度：5 0 k g c m 2 ； 3 4 丙稀酸聚氨脂涂料 采用含羟基的丙稀酸树脂作为多元醇组合，将它与脂肪族多异氰酸脂配合而成的聚氨 脂防腐涂料是种高级、外耐侯性和保色、保光的高级涂料，其性能十分优庭，可涂钢铁， 金属构件、管道等处作外层防腐涂料。 性能特点：丙稀酸聚氨
15、脂涂料干性快，迅速不沾尘，利于大面积施工，户外耐候性 优，可使用期长，较为经济。这种涂料已成为当前最有发展前途的高级户外用涂料。 一 用途：广泛用于金属表面涂装，如钢铁构件、管道、汽车、铁、橡胶、塑料表面涂装。 3 ，5 丙稀酸树脂涂料 性能特点：可常温干燥，具有良好的耐候性，耐光性，耐热性，防霉性和附着力。 用途：用于金属表面涂装。 生产工艺流程： 适量溶剂 l 丙稀酸树脂，炭黑，滑石粉，增型剂一混合一研磨分散溶剂 II 硝化纤维素一溶解一混合一过滤一成品 表5 丙稀酸树腊涂料投料配比 原料名称投料配比( 质量) 甲基丙稀酸树脂3 0 炭黑 0 1 滑石粉1 4 磷酸二甲酚醛 0 3。 邻苯
16、二甲酸二丁脂 0 5 乙酸丁脂 l O 1 二甲苯 1 3 5 其中上述甲基丙稀酸树脂配方 甲基丙稀酸丁脂 1 2 4 甲基丙稀酰胺1 7 过氧化= 苯甲酰 0 0 2 甲醇3 3 9 蒸馏水8 8 实施工艺：将丙稀酸树脂、炭黑、滑石粉、磷酸三甲酚腊、邻苯二甲馥二丁脂和适量溶 剂混合均匀后，经三辊磨漆器机研磨至细度小于2 0 得到灰漆浆，另将硝化纤维素溶于混 合有机溶剂中，溶解均匀后与灰漆浆充分调和均匀，过滤得灰丙稀酸漆。 产品性能指标： 漆膜及外观；灰色，平滑无光： 粘度( 涂4 杯) ：1 5 - 3 0 s ； i 固体含量：2 8 ； 干燥时间( 实) ：1h ； 4 结束语 综上所述，输电线路铁塔由于受到外界环境条件的影响，必然需要采用一定的防腐蚀措 施。防腐蚀措施有耐蚀材料喷涂、热( 冷) 镀锌、阴极保护、牺牲阳
