熔結環氧粉末涂料

熔結環氧粉末涂料（FBE）是一種熱固性重防腐環氧粉末涂料，可在各種環境中為管道提供可靠的保護。本文將詳細介紹FBE的防腐機理、類型、施工工藝、涂層結構和應用領域。熔結環氧粉末涂料是一種以空氣為載體進行輸送和分散的固體涂料，將其施涂于經預熱的鋼鐵制品表面，熔化、流平、固化形成一道均勻的涂層。每個顆粒都均勻地包含所有組成成分，使涂敷的操作過程以及形成的涂層都具有連續穩定的均勻性。熔結環氧粉末涂裝過程無三廢污染，是一種環保型涂料。因其優良的機械性能、抗腐蝕性能和耐久性能，被廣泛應用于各種管道防腐涂裝中。熔結環氧粉末涂層能夠在各種極端的氣候條件和苛刻的機械應力作用、化學介質侵蝕的環境中得到廣泛應用，足以證明熔結環氧粉末涂層是一種可靠的保護涂層，經得起實踐和時間的考驗。在全球范圍內，已有20余萬公里以上的管道使用了熔結環氧粉末，應用于陸上、水下、海底等各種環境中。我國熔結環氧粉末技術起步較晚，但天津瑞遠粉末涂料有限公司率先推出了重防腐系列環氧粉末涂料，并在國家許多重點工程上得到應用，取得了明顯的經濟效益和社會效益。特別是在一些國家重點工程中，瑞遠公司占據了重要地位，產品應用現場反應良好，為國家節約了大量工程投資。熔結環氧粉末涂料具有良好的抗化學品性、抗溶劑性，能夠抵御被傳輸介質中的H2S、CO2、O2、酸、堿、鹽、有機物等物質的化學腐蝕，并能長期接觸含鹽地下水、海水、土壤中微生物產生的各種有機酸等腐蝕物質。這些特性使得熔結環氧粉末涂料成為一種可靠的保護涂層，適用于各種管道防腐涂裝。涂層具有出色的抗沖擊、抗彎曲能力，與鋼管之間有極佳的附著力，能夠有效地防止機械損壞和植物根系以及土壤環境應力對其造成的損害。涂層具有良好的絕緣性，能夠在陰極保護作用下抵抗化學腐蝕，從而達到長期保護的目的。此外，涂層具有高的玻璃化溫度，適用范圍廣，能夠在-30℃至100℃之間保持最佳性能。FBE施工方便，無需底漆，固化迅速，可流水線作業，涂裝效率高。此外，管道檢測和修補也非常簡便，涂層質量容易控制。FBE粉末涂料可根據使用方法分為管道內噴涂用粉、管道外噴涂用粉和管道內外通用粉。管道外噴涂用粉又可分為單層粉、雙層粉和三層結構防腐用粉。根據用途，FBE粉末涂料可分為石油天然氣管道用粉、飲用水管道用粉、消防管道用粉、煤礦通風管道用粉、化工管道用粉、石油鉆桿用粉、管件用粉和船舶管道用粉。根據固化條件，FBE粉末涂料可分為快速固化和普通固化兩種類型。重防腐改性環氧粉末涂料之所以具有優良特性，與原材料的選用和加工工藝密不可分。重防腐粉末涂料的基料是改性環氧樹脂，其結構中含有高極性和活性的環氧基，能夠與金屬表面形成化學鍵并具有極強的附著力。固化劑采用胺類和酚類物質，屬于加成固化反應，不會產生小分子揮發物，從而不會形成針孔影響涂膜防腐性。FBE粉末使用的環氧樹脂是酚醛改性環氧，具有優異的耐熱性、耐化學品性和高的玻璃化溫度和硬度。但交聯密度大，屈撓性較差，因此需要與雙酚A環氧樹脂摻混，以生產出既有屈撓性又兼顧防腐性的粉末涂料。三層防腐結構由熔結環氧粉末底層、聚合物膠粘劑中間層和聚乙烯面層組成。環氧底層形成連續的涂膜，提供良好的附著力、耐化學品性和抗陰極剝離能力。聚合物膠粘劑與環氧粉末融合，并與聚乙烯層粘結，使三層連成為一個整體。最外層一般選用中高密度聚乙烯，綜合了環氧粉末的附著性、防腐性與聚乙烯層的耐候性、抗機械損傷性，提高了涂層的使用壽命。施工工藝采用側向纏繞法，先前處理和涂抹熔結環氧粉末，再涂抹膠粘劑，最后側向纏繞聚乙烯帶，使三層連接成為一個整體。雖然三層PE結構防腐層造價較高，但在大型管道工程上是首選的涂層。雙層熔結環氧粉末結構由底層普通單層環氧粉末層和外層增強型熔結環氧粉末層組成，中間是混合層，整個涂層整體厚度在625～1000μm之間，使用溫度可達115℃。底層提供防腐性及附著力，外層提供抗機械損傷性能。兩層具有相同的分子結構，因此具有較好的相容性，可形成一個有機的整體，不會產生層間分離現象。施工工藝采用一次噴涂成膜的方法，適用于各種管徑的鋼管防腐涂裝。雙層熔結環氧粉末防腐體系是一種新型的覆蓋層，具有許多優點。它與基材粘接強度大，抗陰極剝離性能好，吸水率小，使用溫度范圍大，綜合性能與三層PE防腐涂層相當，耐劃傷性能優異，補口也使用雙層FBE，相容性好，操作方便，質量控制容易，覆蓋層表面光滑，可避免陰極屏蔽問題，與陰極保護體系的匹配性比三層PE結構更好。然而，雙層熔結環氧粉末防腐體系的缺點是造價較高。在穿越地段和腐蝕比較強的地段使用此體系最為適宜。例如，“西氣東輸”計劃在淮河以南的水網地區和河流、鐵路、公路等穿越地段使用該體系。雙層熔結環氧粉末涂層的涂敷工藝比3PE簡單。只需在原有的單層熔結環氧粉末噴涂設備的基礎上進行微小改造即可。具體來說，只需把噴槍分成三組，第一組噴涂底層粉末，第二組噴涂外層粉末，第三組噴涂回收粉末。噴涂粉末可單獨回收，也可一起回收。單層外涂FBE耐劃傷性能比較差，可施工性受到影響。為了完善這一體系，克服上述不足，著重在FBE材料改性上做文章，提出了雙層FBE涂層防腐體系，即以標準的FBE涂層為底涂層，以改性的FBE涂層為外防腐層。這種雙層FBE涂層防腐體系，進一步提高了機械性能，增強了涂層的抗沖擊、耐劃傷、耐高溫等能力以及高溫抗滲透性，同時保持了單層FBE涂層與陰極保護的相容性能，不會產生陰極保護屏障。整體涂層的厚度在525~1000μm之間，最高使用溫度達115℃，可適用于各種管徑的鋼管、彎頭、異型件及補口的防腐涂裝。在國內大口徑給排水管道防腐中，一般采用內FBE外PE涂覆。這種方法的優點在于，防腐的管道內涂層致密、光滑，附著力好，外涂層堅韌，抗磕碰，便于操作。先涂外層PE，采用瀑布滾塑法，處理好的管道加熱到250℃左右，以瀑布下泄的方式涂到旋轉的管道表面，等管道溫度下降到230以下再噴涂或滾涂環氧粉末于管道內壁，然后靠余熱固化。需要注意的是：熔結環氧粉末涂料是熱固性涂料，涂裝后，不但要流平，而且要完全固化，也就是要發生一系列化學反應，形成立體網狀結構的大分子，這需要在一定溫度下，保持一段時間，使之完全反應和熟化，如果沒有完全反應，固化百分率達不到95%以上，則涂層的物理、化學性能不能實現，涂膜中的樹脂還是脆的預聚體，沒有強度和耐性，更談不上對鋼管的保護，這一點在熔結環氧粉末的使用中是非常重要的。補口是管道防腐的重要環節。在雙層熔結環氧粉末防腐體系中，補口同樣使用雙層FBE。這種涂層防腐體系不僅能夠提高補口的耐腐蝕性能，而且能夠保證其與管道體系的相容性。補口的操作也非常簡便。管道連接方式有多種，包括法蘭連接、焊接、絲扣連接和卡箍連接等。焊接管道的接口處需要補口，并且預防腐蝕的管道管端要預留5-10公分不涂覆，這就是所謂的“剪尾”。焊接后，接口部分還需要進行防腐處理，這就是所謂的補口。補口材料需要與預制管道防腐材料相同，例如，如果預制管道使用FBE涂覆，那么補口材料也需要使用環氧材料，例如環氧粉末或液體雙組份環氧漆。在施工現場，使用液體雙組份環氧漆進行補口是最常用的方法，因為它是一種100%固體含量快速固化雙組份液體環氧涂料，易于涂敷和修補。對于PE或3PE管道補口，一般使用熱收縮套進行補口，因為它們的化學結構相同，補口效果非常好。在選擇FBE粉末涂料時，需要根據輸送介質和使