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水性环氧富锌涂料在风电塔筒上防腐性的研究

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0 前言
随着“十二五”规划的颁布及展开,国家通过一系列的政策调整,使社会对实施可持续发展的战略有了更加清晰的认识。加快建设资源节约型和环境友好型社会,促进经济发展与人口、资源、环境相协调,已经成为我国的基本国策。在工业产品方面,由于溶剂型涂料存在先天性的对环境污染严重的弊病,水性涂料逐渐进入了人们的视线。针对我国风电设备市场,到2011年,风电设备的总装机容量已达5 441万kW,位居世界第二位,紧随美国之后;新增装机容量位居世界第一,这将会大大增加对风力发电设备的需求。本文即阐述一种新型水性富锌涂料,主要用于风电塔筒、塔架等设备,具有涂装效率高、硬度好、防腐性强、节能环保等优异性能。
 
1 试验部分
1.1 原料和设备
原料:进口水性环氧乳液;去离子水,自制;消泡剂,迪高;基材润湿剂,拜耳;进口水性环氧固化剂;防沉触变剂,瓦克;水性纳米级锌粉。设备:烧杯(300 mL、500 mL);TD6001电子天平,天津天平仪器有限公司;JJ-1增力电动搅拌器、QTS型漆膜柔韧性试验仪,天津材料试验机厂;YWX/Q—150型盐雾箱,无锡苏南试验设备有限公司;QFH漆膜划格仪,天津市道里试验机厂。
1.2 基础配方
水性环氧富锌涂料基础配方见表1。
水性环氧富锌涂料配方
1.3 试验步骤
1.3.1 制备水性环氧富锌涂料
将水性环氧乳液、去离子水、消泡剂、基材润湿剂按配方数量称量依次加入到烧杯中,搅拌均匀后用200目滤布过滤,制成A组分;将水性环氧固化剂、去离子水、消泡剂、防沉触变剂按配方数量称量依次加入到烧杯中,搅拌均匀后用200目滤布过滤,制成B组分;将锌粉单独制成C组分。
1.3.2 样板的处理
将A、B、C组分按照2.3︰1︰7.1的质量比例配制水性环氧富锌涂料,将3组分搅拌均匀后待喷板。样板及表面清洗处理要求按国标GB/T 9271规定进行,打磨马口铁板和冷轧钢板,用400#砂纸沿着样板任何一边的平行方向平直均匀地来回打磨,然后用酒精擦净试板。
1.3.3 样板的制作
用去离子水将水性环氧富锌涂料稀释至适当黏度,用喷枪喷涂。将喷涂后的样板水放置于空气干燥箱中,干膜厚度在50~60 μm,然后在规定条件下放置10~15 d进行试验,喷涂样板后进行目测观察,要求样板涂膜的光洁度要好,涂膜表面也应平整、无颗粒,而后进行性能测试。涂膜厚度测试按国标GB/T13452.2规定进行。
1.3.4 样板的后期制作
将制作完毕的样板用透明胶带封边,同时测量涂膜的厚度,然后根据GB/T 1771—1991推荐GB/T9286中的单刃切割器进行“划叉”。按照GB/T1771—1991中规定,使划痕离试板的任一边缘大于20 mm,划线时应划穿底材上所有有机涂层至金属基体,产生1条或数条不带毛刺的均匀亮线,应划至露出金属基体。
1.4 技术指标
用于风电设备的水性环氧富锌涂料的各项性能测试结果如表2所示。
水性环氧富锌涂料性能指标
1.5 耐盐雾性测定
参照GB/T 1771—91中的要求,耐盐雾测试需采用冷轧钢板和盐雾箱来检测涂膜的耐盐雾性。防腐涂层的耐盐雾性是指防腐涂层对盐雾侵蚀的抵抗能力。本试验主要应用中性盐雾试验(NSS试验),采用5%的氯化钠盐水作为溶液,pH值调节在中性范围作为喷雾用的溶液。试验温度均取35 ℃。每块耐盐雾板的被试表面朝上,耐盐雾板的放置应不使其互相接触或与箱底接触。试板应周期进行目测检查,一般24 h观察一次。在规定的试验周期结束时,从箱中取出试板,用去离子水冲洗试板表面上的残留溶液,然后立即检查试板表面的破坏现象,如起泡、生锈、附着力、划痕处腐蚀的蔓延等。水性环氧富锌涂料耐盐雾1 500 h后外观见图1。
水性环氧富锌涂料耐盐雾1 500 h效果图
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