沿海風機塔筒防腐蝕涂料的研制及其涂裝工藝研究.pdf

1、隨著全球能源需求的急劇增加,新型清潔能源的開發(fā)和利用越來越受到重視,其中海洋風電的發(fā)展更是相當迅速。由于海洋風機所處環(huán)境為高腐蝕環(huán)境,而且近年來,隨著風電機組功率的不斷增大,設(shè)備的體積變得更大,投資也更高,維護難度加大,這就對海洋風機塔筒的防腐蝕涂裝提出了更高的要求。傳統(tǒng)的海洋風機塔筒涂裝工藝為富鋅底漆/環(huán)氧云鐵中間漆/聚氨酯而漆,其中富鋅底漆由于鋅粉含量低,電化學保護效果不明顯;聚氨酯面漆的耐侯性和耐腐蝕性也越來越不能滿足現(xiàn)在的設(shè)計需

2、求;而且傳統(tǒng)的3涂層涂裝體系施工程序復雜,施工成本高,不方便日常維護和維修。針對上述問題,本課題以鋅加涂膜鍍鋅為參考基準,自制了用于重防腐領(lǐng)域的涂膜鍍鋅涂料,并將其作為底漆,與聚硅氧烷面漆組成新型的2涂層風機塔筒涂裝體系。具體研究工作如下:
　　 1.涂膜鍍鋅底漆的制備及性能研究。采用特殊的包覆樹脂和超細鋅粉制備出干膜固含達96%以上的涂膜鍍鋅涂料。試驗了不同的溶劑體系對涂膜鍍鋅表面狀態(tài)、表干時間和物理機械性能的影響。并最終確定

3、涂膜鍍鋅溶劑體系為醋酸丁酯:重芳烴=2:6?？疾炝巳軇w系、溶劑用量以及放置時間對涂膜鍍鋅粘度的影響。通過在涂膜鍍鋅中摻入導電聚合物IDP,降低了涂膜的表面電阻并提高其電化學防腐性。探討了IDP含量對涂膜附著力、柔韌性以及面電阻率的影響,確定了IDP的含量為1.5%涂膜綜合性能最好。采用鹽霧試驗和鹽水浸泡試驗考察了鋅粉含量對涂膜防腐性能的影響,確定了涂膜鍍鋅的鋅粉含量為96%。耐水汽滲透試驗表明,自制的涂膜鍍鋅耐水汽滲透性和鱗片狀鋅粉富

4、鋅涂料,以及無機磷酸鹽富鋅涂料相當,具有良好的抗?jié)B透性。
　　 2.聚硅氧烷面漆耐腐蝕性能研究。通過耐侯性試驗對環(huán)氧聚硅氧烷和丙烯酸聚硅氧烷面漆的保色性進行了研究。采用拉開法附著力試驗研究了環(huán)氧聚硅氧烷和丙烯酸聚硅氧烷面漆的附著力拉伸斷裂情況。通過QUV加速老化試驗,考察了聚硅氧烷面漆、氟碳面漆和聚氨酯面漆在1500h和2000h時的保光性。結(jié)果顯示,聚硅氧烷面漆、氟碳面漆能保持良好的保光性,而聚氨酯面漆在1500h時內(nèi)能保持與

5、前兩者相當?shù)谋９庑?但在2000h時,其保光性急劇降低,并出現(xiàn)失光粉化現(xiàn)象。人工加速老化(氙燈)試驗顯示三種面漆實驗過程中色差變化不明顯,但保光性差異較大,在相同情況下,聚氨酯面漆耐侯性要明顯差于聚硅氧烷面漆和氟碳面漆。
　　 3.復合涂層涂裝體系及工藝研究。本章對ISO12944標準規(guī)定的大氣腐蝕環(huán)境的具體分類及不同涂層體系之間的配套性基本原則進行了介紹。循環(huán)腐蝕試驗顯示,早期的二涂層體系和三涂層體系耐腐蝕性能相似,當試驗進行

6、到5周時,三涂層體系開始出現(xiàn)明顯腐蝕,而二涂層體系良好,在試驗12周時三涂層已出現(xiàn)大量起泡、開裂、脫落等,單邊擴蝕達到2mm。鹽霧試驗2500h時,三涂層體系漆膜出現(xiàn)明顯的脫落和破壞,而二涂層體系漆膜狀態(tài)良好。對循環(huán)試驗后的漆膜作附著力檢測顯示,無論是體系A(chǔ),還是體系B,試驗后的附著力均大于5MPa,且衰減幅度均小于規(guī)定的50%,但聚硅氧烷體系明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的聚氨酯涂裝體系。綜合以上試驗得出結(jié)論:以涂膜鍍鋅為底漆聚硅氧烷為面漆的二涂層涂裝