|
涂料、涂層之間兼容性的初步判定
婁黔川,，劉強(qiáng),，徐祥寧，周振宇（阿克蘇諾貝爾防護(hù)涂料（蘇州）有限公司,，上海20004）
0 引言
涂料的兼容性是指各涂層之間的適應(yīng)性?，F(xiàn)代涂裝，尤其以高裝飾,、防腐蝕涂裝為代表對(duì)涂料,、涂層的性能要求越來越高，推動(dòng)著涂料,、涂裝工藝的不斷向前發(fā)展,。如何使涂料充分發(fā)揮作用，如何通過判定涂料,、涂層間的兼容性,。來充分利用涂料體系的整體協(xié)同作用，對(duì)涂裝來說至關(guān)重要,。對(duì)涂料兼容性的判定,，是涂裝體系配套設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上才能最大限度地發(fā)揮涂膜性能,，達(dá)到高質(zhì)量涂裝的要求,。在很多場(chǎng)合需要在現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定涂層之間的兼容性，比如國(guó)內(nèi)很多大型項(xiàng)目,，底涂和面涂是分開招標(biāo),。會(huì)遇到底涂是一個(gè)廠家中標(biāo)，而面涂是另外一個(gè)廠家中標(biāo),，這就需要在現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定其涂層之間的兼容性,。
很多項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行了很長(zhǎng)一段時(shí)間后需要維修或者涂層升級(jí)，而現(xiàn)場(chǎng)根本不知道以前是什么類型的涂料,，什么廠家的涂料,，也不知道在什么時(shí)候施工的。很多現(xiàn)場(chǎng)沒有關(guān)于涂料的可追溯機(jī)制,，最初的關(guān)于涂料的原始資料沒有得到保存,。另外，現(xiàn)場(chǎng)有可能經(jīng)過了多次維修,，每次維修用的都是不同廠家乃至不同類型的涂料,，更沒有辦法評(píng)定原始狀況。在這些情況下，也需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行涂料兼容性的判定,。鋼結(jié)構(gòu)的施工很多時(shí)候會(huì)在制造廠做好底涂,，在現(xiàn)場(chǎng)做中涂和面涂,。如果沒有指定同一廠家,，在現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)遇到不同廠家底涂和面涂兼容性的問題。
1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
在評(píng)定涂層之間的兼容性方面國(guó)內(nèi)和國(guó)際都沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),。目前所知相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《NFT30-063―1976 涂料,、涂層之間兼容性的測(cè)定》。因沒有統(tǒng)一的可執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn),，所以本文提出我們對(duì)涂層兼容性初步評(píng)定方法供大家探討,。
2 不適用的情況
需要說明的是短期測(cè)試不能替代長(zhǎng)期測(cè)試，不能保證長(zhǎng)期的性能,。從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌葋碚f,，兼容性的測(cè)試應(yīng)測(cè)試整體涂層體系的系統(tǒng)性能。在實(shí)驗(yàn)室新開發(fā)一個(gè)品種的涂料后,，也需要測(cè)試和已知產(chǎn)品的兼容性并且評(píng)定綜合性能,。這時(shí)候往往需要做大量的實(shí)驗(yàn)。比如廠家甲的底涂,，廠家乙的中涂,，廠家丙的面涂。如果要確定甲+乙+丙的涂層體系綜合性能,，就需要測(cè)試該涂層體系耐鹽霧,、耐濕熱、耐紫外光老化等一系列的性能,。由于在ISO 12944 中只提出了比較低的防腐性能要求,，如果該涂層體系需要應(yīng)用于C4 環(huán)境，設(shè)計(jì)高等級(jí)防腐年限,，那么該涂層體系需要根據(jù)ISO6270做480 h的水冷凝試驗(yàn),，根據(jù)ISO 7253 做720 h的人工鹽霧試驗(yàn)。如果該涂層體系在更為苛刻的環(huán)境如海洋環(huán)境中應(yīng)用,，那么應(yīng)根據(jù)Norsok M501 做相應(yīng)的試驗(yàn),。如在海洋大氣環(huán)境C5-M，需要根據(jù)ISO 20340 的程序A做4 200 h 的循環(huán)腐蝕試驗(yàn)方可表明該涂層體系可在此環(huán)境下應(yīng)用,。而此類測(cè)試所需時(shí)間很長(zhǎng),，也需要測(cè)試費(fèi)用，往往不能為現(xiàn)場(chǎng)所接受,。
另外需要說明的是,，本文所涉及的內(nèi)容不適用于如下幾個(gè)方面：
（1）浸沒環(huán)境（浸沒環(huán)境一般要求≥1 a 的浸沒測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單測(cè)試沒法替代長(zhǎng)期測(cè)試）。浸沒環(huán)境會(huì)涉及到冷壁效應(yīng),，壓力環(huán)境等復(fù)雜的工況,，簡(jiǎn)單的初步判定不能保證長(zhǎng)期的效果。
（2）防火涂料的兼容性（防火涂料因涉及生命和財(cái)產(chǎn)的安全,，需要在正規(guī)的消防測(cè)試機(jī)構(gòu)或者專業(yè)的防火實(shí)驗(yàn)室去做此類測(cè)試,，而不是在現(xiàn)場(chǎng)來做此類測(cè)試）。初步判斷也可參考此法,，不過還是建議采用更為妥當(dāng)全面的方式,。
（3）有明確要求需要符合哪些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的。比如需要符合ISO12944 和NorsokM501 的,，需要按照標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行,。
（4）要求比較高的地方。現(xiàn)場(chǎng)兼容性的測(cè)試不能替代此類對(duì)于整個(gè)涂料系統(tǒng)的檢驗(yàn),。這也是為何不推薦使用不同廠家涂料的原因,。
（5）高溫涂料等特殊場(chǎng)合。很多時(shí)候,，高溫涂料是自成系統(tǒng)的,，不同類型的高溫涂料或者不同廠家同一類型的高溫涂料之間會(huì)存在膨脹系數(shù)的不一樣，而導(dǎo)致在高溫時(shí)應(yīng)力的積聚而發(fā)生開裂脫落的現(xiàn)象,。所以高溫涂料場(chǎng)合也不建議使用本文提出的初步判定法來進(jìn)行判定,。
3 兼容性分析
3.1常用防腐底涂、面涂
從理論上分析,，某些種類的涂料通常不兼容,，而有些類型的涂料通常是兼容的。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),，匯總擬定了常用防腐涂料底涂與面涂的兼容性情況,，見表1。
 注：√ 為通常兼容,； × 為通常不兼容,；△ 為部分情況兼容； — 表示很少這樣配套
表1 為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定,，可能存在有出入的地方,。這是因現(xiàn)在同樣的樹脂體系有著眾多改性的配方，其兼容性不能一概而論,。另外有幾類仍然在使用的涂料并未列入表1,，如氯化橡膠及氯化聚乙烯類聚合物。這是因?yàn)榄h(huán)保的關(guān)系,，逐漸趨于淘汰,。同樣瀝青涂料因?yàn)榄h(huán)保關(guān)系,，也逐漸開始少用，用瀝青的地方都是追求價(jià)格便宜的地方,，也很少會(huì)和常規(guī)防腐涂料配套使用,。 3.2 幾種常見不兼容情況說明
有幾種最常見的不兼容的情況：
（1）富鋅底涂+醇酸面涂會(huì)發(fā)生皂化反應(yīng)。原理：富鋅底涂通常顯弱堿性,，而醇酸面涂通常顯酸性,，如果醇酸涂料施工在堿性底涂（富鋅）或堿性基材（如混凝土）上，醇酸涂料就會(huì)與堿性物質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng),，在層間形成皂化層,，從而導(dǎo)致涂層間的開裂和脫落,。
（2）弱溶劑底涂+強(qiáng)溶劑面涂易咬底,。原理：如果強(qiáng)溶劑面涂施工在弱溶劑的底涂上，強(qiáng)溶劑會(huì)溶解前道涂層,，從而導(dǎo)致“咬底”或涂層脫落,，如：在醇酸、丙烯酸涂層表面上施工環(huán)氧涂層,，環(huán)氧涂層的溶劑就會(huì)溶解醇酸或丙烯酸涂層,，從而導(dǎo)致“咬底”，涂層剝落,。這也包括底涂中的某些組分如顏填料等不能耐受面涂溶劑的情況,。
（3）軟質(zhì)涂層+硬質(zhì)涂層易脫落。原理：硬質(zhì)涂層施工在軟質(zhì)涂層表面,，由于膨脹系數(shù)的不同,，容易導(dǎo)致表面涂層剝落。例如在較軟的涂料如醇酸底涂,，丙烯酸底涂,，瀝青涂料的表面上施工環(huán)氧等硬質(zhì)涂層，環(huán)氧涂層就容易發(fā)生剝落,。
（4）涂料助劑影響后道涂層的附著力,。原理：涂料里面會(huì)加入各種各樣的助劑。助劑種類繁多,，化學(xué)成分復(fù)雜,，會(huì)以各種形式影響涂層的表面張力，從而影響層間附著力,。 3.3 實(shí)際檢驗(yàn)指標(biāo)
在現(xiàn)場(chǎng)如何實(shí)際檢驗(yàn),，現(xiàn)提出如下建議程序（以底涂和面涂舉例）：
第1步，正常表面處理后施工底涂,。
第2步,，正常施工面涂,。
第3 步，固化過程中以及固化后,，根據(jù)表2 進(jìn)行觀察及評(píng)價(jià),。
 注：發(fā)生該缺陷可能會(huì)有多種原因，表中只列出了可能是兼容性的原因,。
4 兼容性判定案例分析
案例1：無機(jī)硅酸鋅車間底涂+環(huán)氧富鋅（車間底涂和富鋅底涂非同一家供應(yīng)商）
 肉眼觀察無滲色,、咬底。參照ISO 4628 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)起泡0 級(jí)（S0）,；開裂0 級(jí)（S0）,；剝落0 級(jí)（S0）。附著力均值10. 3 MPa(＞5 MPa),?？沙醪秸J(rèn)為兼容性良好。
案例2：聚氨酯面涂+聚氨酯面涂（兩種聚氨酯面涂不是同一廠家）
 肉眼觀察無滲色,、咬底,。參照ISO 4628 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)起泡0 級(jí)（S0）；開裂0 級(jí)（S0）,；剝落0 級(jí)（S0）,。附著力均值20. 6 MPa(＞5 MPa)?？沙醪秸J(rèn)為兼容性良好,。
案例3：環(huán)氧底涂+環(huán)氧酚醛（環(huán)氧底涂和環(huán)氧酚醛不是同一廠家）
 肉眼觀察無滲色、咬底,。參照ISO4628 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)起泡0 級(jí)（S0）,；開裂0 級(jí)（S0）；剝落0 級(jí)（S0）,。附著力均值3. 4 MPa（＜5 MPa）,。可初步認(rèn)為兼容性不好,，存在兼容性的問題,。
案例4：醇酸車間底涂+環(huán)氧面涂（底涂和面涂不是同一廠家）
 在剛做上環(huán)氧面涂后肉眼觀察即發(fā)現(xiàn)有滲色及咬底現(xiàn)象，同時(shí)可見起皺,，認(rèn)為兼容性不好,，存在兼容性的問題。其原因在前面我們也分析過：一個(gè)原因是弱溶劑底涂+強(qiáng)溶劑面涂,，環(huán)氧的溶劑將底涂溶掉而滲色,；另一個(gè)原因是較軟的底涂+較硬的面涂，即使目前呈現(xiàn)好的外觀,，以后也可能出現(xiàn)開裂脫落的涂膜缺陷,。
案例5：環(huán)氧富鋅底涂+環(huán)氧膩?zhàn)?/u>+環(huán)氧面涂  肉眼觀察無滲色,、咬底。參照ISO4628 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)起泡0 級(jí)（S0）,；開裂0 級(jí)（S0）,；剝落0 級(jí)（S0）。附著力均值10. 0 MPa（＞5 MPa）,?？沙醪秸J(rèn)為兼容性良好。
案例6：未知類型底涂及面涂
 此為現(xiàn)場(chǎng)拍攝的生產(chǎn)水管道的照片,，肉眼可見明顯鱷紋式開裂,，推測(cè)為兼容性不好的問題。
案例7 ：環(huán)氧底涂和環(huán)氧面涂咬底起皺
 環(huán)氧底涂和環(huán)氧面涂之間通常不會(huì)存在兼容性的問題,，但也有少數(shù)例外,。如從圖7 可看出，環(huán)氧面涂和環(huán)氧底涂就發(fā)生了咬底起皺現(xiàn)象,，判定為兼容性不好,。
5 結(jié)語
通過理論分析及實(shí)踐，提出了初步判定涂料層之間兼容性判定的方法供大家探討,。從案例看來，通過上述指標(biāo),，可以初步判定涂層之間是否兼容,。 |
|
|
