[發(fā)明專利]一種耐水環(huán)境腐蝕無溶劑高分子涂層使用壽命的測定方法

有效

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• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104132889B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 張立新
• 申請（專利權(quán)）人: 張立新
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責任公司21001
• 代理人: 張致仁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無溶劑型高分子涂料的技術(shù)領(lǐng)域，所述無溶劑高分子涂料包括固體粉末型和液體型，具體涉及到一種供涉水環(huán)境工程特別是海洋工程使用的防腐蝕無溶劑高分子涂層使用壽命的測定方法。

背景技術(shù)

水環(huán)境包括江河、湖泊、濕地(即沼澤)和海洋等，它們對材料的腐蝕比大氣對材料的腐蝕要較為嚴重，其中最為突出的便是海洋環(huán)境。海洋環(huán)境是一個極為復雜的腐蝕環(huán)境，不僅海水本身包含有以氯化物為主的各種腐蝕介質(zhì)，而且由于波浪、潮流的存在，對工程構(gòu)件不僅會產(chǎn)生三相界面腐蝕，還會有長期的低頻往復應力沖擊。此外，海洋微生物、工程構(gòu)件上的附著生物以及它們的代謝產(chǎn)物也會對工程構(gòu)件的腐蝕過程產(chǎn)生直接或間接的影響。在海洋工程中，材料主要有鋼材和鋼筋混凝土，而長期為工程界所關(guān)注的則是鋼材和鋼筋混凝土用于海洋環(huán)境下的耐久性問題。從材料選擇、涂層防護和陰極保護等不同方面綜合分析，其中防腐涂層被認為是解決問題的關(guān)鍵。

談到防護涂層，通常采用的是有溶劑的液體涂料。這類涂料在成膜過程中必然要揮發(fā)而產(chǎn)生無數(shù)個孔隙，同時涂膜固化過程中揮發(fā)的小分子也會產(chǎn)生較多的顯微針孔，再加上涂膜的樹脂和固化劑的不均勻性，也會造 成固化交聯(lián)結(jié)構(gòu)的不均勻，必然出現(xiàn)涂膜結(jié)構(gòu)的不均勻，這類涂層在腐蝕環(huán)境下失效是必然的。這類有溶劑涂料，根據(jù)已有國內(nèi)外標準防腐年限也只有5年、10年、15年，不能滿足現(xiàn)有工程的需求。根據(jù)大量研究和工程實踐表明，無溶劑涂層是解決該問題的主要出路，是一種發(fā)展趨勢和必然選擇。

綜合考慮，在海洋工程的構(gòu)件中采用無溶劑環(huán)氧涂料涂層防護是一種性價比較高的選擇方案。中國專利ZL200910088724.5提出了一種《海港碼頭鋼板樁用無溶劑環(huán)氧涂料及其制造方法》，它由A液和B液組成，其中A液是以雙酚A環(huán)氧樹脂為主要成份的組合物；B液則是固化劑，其耐鹽霧性能達5000小時以上，與基材粘接性好。然而，該專利并沒有涉及防腐涂料涂層使用壽命的測定方法。

中國專利ZL200810228370.5公開了《一種海洋用鋼管樁外防腐環(huán)氧粉末涂料》，它能夠滿足海洋環(huán)境下長期工作的防腐蝕要求，綜合性能也較好，目前已經(jīng)得到很好的推廣應用，但他們僅僅是提供了一種性能優(yōu)良的涂料，對于涂料的使用壽命的測定方法并沒有作深入的研究。

我們檢索了有關(guān)耐水環(huán)境腐蝕的高分子涂料的專利，發(fā)現(xiàn)它們都僅僅是公開了涂料的成分和制造方法，對于涂料使用效果，特別是涂層的使用壽命的測定未作深入的研究。上世紀的八十年代，美國工程界的人士普遍認為采用環(huán)氧涂層鋼筋(Epoxy-Coated Reinforcing Bars,簡稱為ECR)是解決鋼筋混凝土用于海洋環(huán)境下耐久性問題的有效辦法。當時美國Florida州有300座橋采用了ECR技術(shù)進行防護，但其中有5座橋僅使用5年就出現(xiàn)了因鋼筋銹蝕而導致混凝土開裂和剝離，并發(fā)生了涂層脫層現(xiàn)象， 同時在持續(xù)的應用過程中，在3年至13年之內(nèi)發(fā)現(xiàn)所檢測的鋼筋涂層幾乎全部脫層，這種脫層是造成鋼筋防腐失效的主要原因。ECR的技術(shù)基礎是熔融結(jié)合型環(huán)氧粉末涂裝技術(shù)，是無溶劑涂層的一種主要形式。通過大量研究我們從這次事故中可以看出：在熔融結(jié)合型環(huán)氧粉末涂裝技術(shù)中，脫層才是這類防腐技術(shù)主要的防腐失效必然現(xiàn)象，只有研究清楚脫層的生成規(guī)律，才能有效提高無溶劑涂層技術(shù)的防腐性能，盲目發(fā)展和應用無溶劑涂層技術(shù)是徒勞無益的。上述介紹的幾項專利沒有涉及到無溶劑防腐失效機理的研究，雖然從客觀上來說，它與其它防護涂層相比較，應該視為不可多得的好方法；然而，防腐蝕工程是一個綜合型的工程，它不僅要有一個性能優(yōu)異的涂料配方，還要有一個合適而簡便的涂裝方法，甚至還需要制訂一個嚴格的質(zhì)量標準和相應的檢測方法。本發(fā)明人根據(jù)在對無溶劑涂層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、性能指標、工程應用效果和壽命評估等諸多方面進行深入研究后的發(fā)現(xiàn)，提出對耐水環(huán)境腐蝕的無溶劑高分子涂層使用壽命的測定方法，這對防腐工程的實施有著重要的經(jīng)濟和社會意義。

發(fā)明內(nèi)容