不同厚度无溶剂环氧防腐涂层的阻抗特征和水传输研究

应用电化学阻抗谱技术研究了3.5%Na Cl溶液中30μm和60μm新型MYF无溶剂环氧涂层在Q235钢材表面的阻抗模型演变。两种厚度涂层的电化学过程均可分为5个阶段,但又不相同。30μm和60μm涂层电容的对数和时间的平方根在浸泡初期呈线性关系,为典型的菲克扩散特征。之后60μm涂层电容增长速度减慢,出现一段非菲克扩散过程,表现出两段吸收特征。30μm涂层在菲克扩散阶段后即达到吸水饱和状态。通过对菲克扩散方程的计算,得到了包含时间变量和位置变量的水在涂层中的动力学方程。

无溶剂环氧涂层在不同流速的3.5% NaCl溶液中的吸水性研究

目前对于水在防腐蚀涂层中的传输研究大都集中在静态浸泡条件下,且大部分都基于有机溶剂涂层,鲜见流速对无溶剂涂层在海水中传输行为的影响研究。在60℃的3.5%NaCl溶液中以3种无溶剂环氧防腐蚀涂层自由膜为研究对象,利用称重法(GM)研究了不同流速下水在涂层中的扩散行为,采用差示扫描量热法(DSC)和近红外光谱技术(NIR)研究了水的存在形式以及不同类型水的含量变化。结果表明:胺类固化环氧粉末涂层和酚醛固化环氧粉末涂层在试验流速范围内、酚醛胺固化无溶剂环氧液体涂层在较低流速范围内,水在涂层中的扩散符合FickⅡ模型,而在4 m/s的高流速下,水在无溶剂环氧液体涂层中的扩散偏离FickⅡ模型;随着流体流速增加,3种涂层自由膜的饱和吸水量增加,水在涂层自由膜中的扩散系数变大,涂层自由膜吸水达到饱和的时间减少;水在无溶剂环氧涂层自由膜中有3种存在形式:不形成氢键的水分子(S0)、形成1个氢键的水分子(S1)和形成2个氢键的水分子(S2)。随着流速的增加2种环氧粉末涂层自由膜中S0、S1和S2的含量均增加,水对自由膜的塑化作用增强;而无溶剂环氧液体涂层由于水分子同未反应的环氧基团发生开环反应,使高分子链进一步地交联,导致自由膜内水分含量反而减小。

无溶剂厚膜型防腐涂层抗水和氯离子渗透性试验研究

利用静态浸泡和动态浸泡及氯离子渗透等测试方法研究了无溶剂厚膜型防腐涂层抗水和氯离子渗透能力,探讨了涂料不同配方和实验温度的差异对涂层吸水性和湿附着力的影响。结果表明,涂料配方和实验温度对涂层的抗水渗透性有很明显的影响。研制的新型重防腐涂层无论是在静态还是在动态苛刻环境下抗水渗透性能皆为最佳,并且对氯离子具有很好的屏蔽作用。

一例无溶剂环氧涂层失效分析

西气东输管道沿线压气站的埋地管线使用了无溶剂环氧涂料,在过去新疆段的部分压气站内出现了埋地管道泄露的情况,为了解无溶剂涂层在四道班压气站的应用状况,进行了开挖调查,结果发现,管线上的无溶剂环氧涂层总体质量较差,出现了大量的剥离、破损和脱落等现象,防腐层厚度不均匀,小管线上涂层厚度严重不足,给管线的正常运行带来了严重安全隐患,因此建议及时对防腐层进行修复。

表面改性玄武岩鳞片及其无溶剂重防腐复合材料涂层

玄武岩鳞片是一种新型环保材料,在提高防腐涂层性能方面有广阔的应用前景。本课题对玄武岩鳞片的厚度、成分、结晶性、微观形貌等基本性能参数进行了表征,采用硅烷偶联剂KH-550对玄武岩鳞片进行表面改性,将经过硅烷偶联剂处理的玄武岩鳞片加入环氧树脂E51中制备重防腐涂层,研究鳞片的添加量和鳞片粒径对涂层耐磨性、硬度、吸水性以及耐碱腐蚀性的影响。测试结果表明:加入玄武岩鳞片的涂层,表面硬度有较大提高;玄武岩鳞片的粒径和含量对于涂层性能的影响具有耦合效应;玄武岩鳞片的质量分数为6%,尺寸在60目~80目之间时,涂层的耐磨性最好;在涂层吸水性方面,随着鳞片含量的增加,涂层的吸水性降低;在耐碱腐蚀方面,随着鳞片粒径的减小,涂层的耐碱腐蚀性增强,随着鳞片含量的增加,涂层的耐碱腐蚀性先增强后减弱,在玄武岩鳞片的质量分数为9%时耐碱腐蚀性最强。

无溶剂液体环氧涂层耐磨性的研究

通过对无溶剂液体环氧涂层耐磨性的研究,验证了影响环氧涂层耐磨性的主要因素是耐磨填料、固化剂种类和涂层的固化程度。

无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤中的电化学行为

目的研究无溶剂环氧煤焦沥青涂层在饱和水含量土壤中的电化学行为。方法将无溶剂环氧煤焦沥青涂层涂覆在Q235碳钢上,测试不同厚度和不同埋设时间涂层的开路电位和交流阻抗谱图,探索涂层厚度和埋设时间对涂层电化学行为的影响。利用SEM分析基体表面腐蚀产物的元素组成,探索侵蚀性物质是否到达基体表面参与腐蚀历程。结果涂覆200μm厚涂层的Q235碳钢的稳定开路电位约为-0.37 V,与裸Q235钢相比,自腐蚀电位正移了0.28 V。随着涂层厚度的增加,开路电位呈上升趋势,容抗弧半径增大,涂层对侵蚀性溶液的屏蔽阻挡能力提高。随着在土壤中埋设时间的延长,容抗弧半径减小,吸水率增大,涂层的防护性能有所下降,但低频阻抗模值仍高达8.8×107Ω·cm2。能谱分析显示,Q235碳钢表面未出现Cl-等侵蚀性物质。结论无溶剂环氧煤焦沥青涂层在土壤环境中是有效的屏蔽层,可对Q235碳钢基体起到有效的防护作用。

溶剂型无机富锌涂层常见缺陷及解决措施

针对无机富锌底漆在施工过程中容易出现的龟裂、剥落、起泡、针孔等问题,结合实际生产应用案例,从表面处理、喷涂设备、施工工艺等多个方面分析了产生缺陷的原因,并提出了相应的解决措施。

无溶剂环氧石油沥青涂层在土壤中的降解行为

采用开路电位测量和电化学阻抗谱技术研究了无溶剂环氧石油沥青涂层在不同含水量的土壤中的腐蚀行为,并利用扫描电镜(SEM)对埋设360 d后试样横截面和涂层剥离后Q235碳钢基体表面进行观察,通过X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对可能存在的腐蚀产物进行分析。结果表明,随着土壤含水量的增加,无溶剂环氧石油沥青涂层的开路电位下降,低频阻抗模值减小,土壤对涂层的侵蚀加剧。400μm厚无溶剂环氧石油沥青涂层在40%H_(2)O+0.6%NaCl土壤中随着埋设时间的延长,低频阻抗模值减小,360 d后为8.15×10^(8)Ω·cm^(2),涂层与金属基体结合良好,没有观察到鼓泡或剥落,将涂层剥离后亦未发现金属基体表面有氧化物、氯化物等腐蚀产物,说明水分和氯离子尚未到达基体表面。无溶剂环氧石油沥青涂层在土壤环境中能形成有效的屏蔽层,对金属基体起到良好的防护作用。

国外海军舰船舱室涂层技术发展历程概述

针对舰船装备全寿命周期延长以及建造、服役与维护成本上升等问题,美国等国外海军强国从舰船装备全寿命周期总体成本控制角度出发,对与大型舰船入坞维修周期相适应,具有寿命长、施工时间短、减免维护等特征的系列涂层技术体系进行了大量研发与应用研究,其中以舱室涂层技术最为典型。概述了美军舰船舱室涂层技术体系的发展背景与历程,以及目前超高固体分舱室涂层技术的研究与应用现状,并指出了存在的问题,对于我国相关技术的研发应用具有积极的参考意义。

应用灰色系统理论预测沥青涂层在土壤模拟液中的寿命

目的基于灰色系统理论预测模型建立涂层腐蚀寿命的预测模型,利用该模型计算不同厚度的无溶剂环氧煤焦沥青涂层在滨海氯盐土模拟液中的涂层寿命。方法采用电化学方法,测定不同厚度无溶剂环氧煤焦沥青涂层涂覆的碳钢在滨海氯盐土模拟液中的交流阻抗值。基于灰色系统理论GM(1,1)模型将滨海氯盐土模拟液中测试的无溶剂环氧煤焦沥青涂料的低频阻抗模值和浸渍时间关系,建立涂层腐蚀寿命的预测模型。结果三种不同厚度无溶剂环氧煤焦沥涂层试样在侵蚀性溶液中浸泡240 d时,低频阻抗模值仍保持在8.3×10~8Ω·cm^2以上,应用预测公式计算的滨海氯盐土模拟液中三种无溶剂环氧煤焦沥涂层低频阻抗模值的实测值与预测值的相对误差小于6.0%,C<0.35,P=1,该模型的预测精度好。涂层厚度为200μm的无溶剂环氧煤焦沥青层预测寿命t=781 d,涂层从浸泡初期阶段进入中期阶段。随着涂层厚度的增加,涂层寿命愈长,当涂层厚度为600μm时,其预测寿命达到2926 d。结论所建涂层腐蚀寿命的预测模型表现出较好的拟合精度和预测可靠度。

高分子无溶剂涂料在焦化氨水槽内壁防腐的应用

对焦炉生产过程中产生的氨水对氨水槽体的腐蚀机理进行了分析;对目前氨水槽内壁防腐用传统材料和高分子无溶剂涂料的优缺点进行对比;对动火作业高温环境下利用高分子无溶剂涂料在氨水槽内壁进行施工的安全优势及如何保证施工质量进行了阐述。

油管内壁耐温耐磨涂层材料的研制及性能研究

针对我国油气传输管道在高温高压(150~200℃,34~36 MPa)服役条件下的磨损腐蚀问题,以无溶剂环氧树脂体系为基础,通过固化剂及填料筛选、配方正交设计及黏度影响因素研究,研制了适用于油管内壁综合性能良好的耐温耐磨涂层材料。涂层采用固化反应温度更高以及力学性能更好的0421型固化剂,选择碳化硅、碳纤维和聚四氟乙烯作为填料,研究不同粒径的填料所制备涂层的力学性能和黏度,发现当碳化硅粒径为18μm,碳纤维粒径为75μm时,涂层力学性能更佳且黏度更低,同时通过正交试验确定了碳化硅、碳纤维和聚四氟乙烯的最佳用量分别为占树脂总量的30%、10%、5%,并在涂料体系黏度影响因素研究中发现聚四氟乙烯对体系的黏度影响最大。以上述试验为基础,最终研制出的涂料及涂层各项性能达到技术指标要求。

硬段含量对合成革用无溶剂聚氨酯性能的影响

以聚四氢呋喃醚二醇-2000（PTMEG-2000）和异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）反应．得到异氰酸酯基（-NC0）含量为20％的无溶剂NCO封端聚氨酯预聚体，作为B组分；由1，4-丁二醇（1，4-BDO）、聚合物多元醇-2000和催化剂混合得到含羟基（-OH）的A组分；在R值（混合物料中-NCO与-OH的摩尔比）为1．1的条件下，调节1，4-BDO、聚合物多元醇-2000的用量，制备了不同硬段含量的无溶剂聚氨酯涂层，并研究了硬段含量对无溶剂聚氨酯性能的影响。结果表明：随着硬段含量的增加，无溶剂聚氨酯膜的100％模量和300％模量提高，拉伸强度增加，耐水性和耐水解性增强，断裂伸长率降低，透水汽性变差；X射线衍射（XRD）及热重分析（TGA）测定表明：硬段含量较高的无溶剂聚氨酯涂层具有较高的结晶度和更好的热稳定性。

油水井套管外防腐涂层的研究

以低分子量的环氧树脂和低粘度的脂肪胺以及防腐性能较好的酚醛胺混合匹配为成膜体系，以玻璃鳞片为骨料、在其中添加了各种颜填料及助剂等原材料，研制了一种防腐性能优良、能耐高温高压（总压20MPa，CO2分压0.21MPa，3%NaCl，80℃，168h）、常温固化的高强度无溶剂环氧涂层。

无溶剂环氧防腐涂层在模拟海水冲刷条件下的电化学行为

通过EIS对3种无溶剂环氧防腐涂层在60℃下流速为2 m/s、含1%(质量分数)石英砂的模拟海水环境中的失效行为进行了研究,并利用SEM观察了冲刷后涂层的表面形貌,利用激光共聚焦显微镜(CLSM)观察了涂层/金属的断面形貌。结果表明,与静态条件相比,流动含砂条件明显加速了无溶剂涂层的失效过程。冲刷条件下,胺类固化环氧粉末涂层和酚醛胺固化环氧液体涂层由于固化交联速度慢,结构比较致密,失效过程主要分为3个阶段:介质在涂层中传输阶段、基体金属腐蚀发生阶段和基体金属腐蚀发展与涂层失效阶段;酚醛固化环氧粉末涂层由于固化速度快,内部孔隙较多,涂层较快形成贯穿通道,失效中期阶段缩短且不明显,失效过程主要为两个阶段。研究结果表明,涂层体系内部存在孔隙是加速涂层失效的一个重要因素。

模拟流动海水条件下无溶剂环氧防腐涂层的失效行为

在60℃实验条件下以3种无溶剂环氧防腐涂层为研究对象,利用称重法研究了在不同流速3.5%NaCl溶液中水在涂层中的扩散行为,采用开路电位法(OCP)和电化学阻抗谱技术(EIS)研究了不同流速下涂层的失效行为。结果表明,胺类固化粉末涂层和酚醛固化粉末涂层在实验流速范围内、酚醛胺固化液体涂层在较低流速范围内,水在涂层中的扩散符合Fick II模型,而酚醛胺固化液体涂层在4 m/s高流速下水在涂层中的扩散偏离Fick II模型;随着流体流速增加,涂层的饱和吸水量增加,水在涂层中的扩散系数变大;实验流速范围内3种无溶剂涂层失效过程分为3个阶段;流体流速明显加速了酚醛固化粉末涂层和酚醛胺固化液体涂层的劣化,对胺类固化粉末涂层失效影响不明显。

无溶剂环氧防腐涂层在不同流速模拟海水冲刷条件下的失效行为

通过OCP和EIS对3种无溶剂环氧防腐涂层在60℃不同流速(2,4和6 m/s)下,含1%(质量分数)石英砂的模拟海水环境中的失效行为进行了研究,并利用CLSM观察了冲刷后涂层的表面形貌,利用SEM和EDS对涂层底部Q345E钢表面的腐蚀产物进行了分析,探讨了无溶剂环氧防腐涂层在模拟海水冲刷条件下的失效机理。结果表明,冲刷条件下,3种涂层的失效过程大大缩短,流速对水在涂层中的传输速率影响不明显,涂层加速失效的原因主要有两点:一方面,砂粒对涂层的磨损作用导致涂层表面产生凹坑或孔洞,缩短了腐蚀介质扩散到达涂层/金属界面的距离;另一方面,流速加速了Cl-在涂层中的传输从而使涂层失效加速。

土壤中氯离子对无溶剂环氧石油沥青涂层的腐蚀行为

为考察无溶剂环氧石油沥青涂层在不同氯离子浓度土壤中的腐蚀行为,采用电化学测试技术测试涂层的腐蚀电位和低频阻抗模值.结果表明,随着土壤中氯离子含量的增加,涂层的腐蚀电位负移,容抗弧半径减小,阻抗模值降低,说明土壤中氯离子含量的增加导致涂层对土壤中腐蚀性介质的屏蔽作用能力有所下降.400μm厚的涂层在29%H_2O+1.8%NaCl土壤中的交流阻抗谱图呈现单容抗弧特征;随着埋设时间的延长,阻抗模值下降,埋设360d时涂层的低频阻抗模值达8.3020×10~8Ω·cm^2,涂层未发生鼓泡、裂缝和剥落迹象,表明涂层形成了有效的屏蔽层,对基体金属有着良好的防护作用.

环氧粉末一步法防腐保温管道防腐层补口技术优选

为解决埋地钢质环氧粉末一步法防腐保温管道防腐层补口质量缺陷,从补口防腐层的耐温性能、施工工艺、质量控制、补口费用与管体防腐层相容性等方面研究了环氧粉末一步法防腐保温管道目前常用的几种防腐补口技术的优缺点。通过研究可知,无溶剂液体环氧涂层防腐补口技术具有较明显的优势,其施工工艺简便、质量可靠、造价低、综合性能好,同时可避免热收缩带、聚乙烯胶带防腐补口存在的一些缺点。现场应用证明,除极端天气外,无溶剂液体环氧涂层补口技术能够满足现场施工的要求,应用效果较好。