一、液體環氧涂料的分類及對比
用于石油、化工管道和貯罐內外防腐的涂料品種很多，但從防腐性能、投資造價、使用壽命和施工技術等方面考慮，用量最大、用途最廣、歷史最悠久的是液體環氧涂料。
在我國20世紀80年代前，用中分子環氧樹脂和部分高分子環氧樹脂加入25%以上的溶劑，制成溶劑型液體環氧涂料，在90年代改進成溶劑含量小于20%的厚漿型環氧涂料，在20世紀末研制并生產出無溶劑液體環氧涂料，該涂料不含揮發性的、有毒性的苯類稀釋劑，固體含量接近100%。
液體環氧涂料性能的優劣主要由兩大因素決定，其一是環氧樹脂含量，其二是溶劑含量。經試驗研究環氧樹脂含量最少不應低于25%。涂料中環氧樹脂含量高，防腐層粘結力大，機械強度高，涂敷時固化速度快，涂層密實，可以得到性能優良的防腐層。涂料中溶劑含量應越少越好，涂料含量直接影響著涂層的致密度和針孔的數量，還關系到涂敷遍數、工效、工期、人工和機械的費用。在選購涂料時，應首選溶劑含量低、固體份含量高的涂料。溶劑在漆膜干燥過程中應全部揮發，造成浪費、污染和危害，并使干膜厚度減少。一般溶劑含量20%以上的涂料，一遍漆干膜厚度大約在40～80μm，若按最低要求的防腐層厚度300μm計算，至少要涂四遍以上。第一遍漆膜表干后，方可涂第二遍漆，若每遍間隔2～6h，涂敷300μm厚的防腐層，施工周期要2～4天，工效遠遠低于可一次性厚涂的無溶劑液體環氧漆。更要指出的是涂層致密性的問題，因涂料中含溶劑，在漆膜干燥過程中溶劑揮發會產生針孔和
表面缺陷。為了消除針孔和增加防腐層厚度，要涂敷第二遍涂料，把上遍涂膜的針孔大部分覆蓋，只有少量重疊，靠這樣多層的涂敷才能達到無針孔的防腐層?？墒?，第一層、第二層及以后涂的若干層中留下前層的隱蔽下的針孔，又稱之為盲孔。在表層留下的針孔稱之為顯孔。盲孔、顯孔和隱藏的裂痕缺陷造成涂層致密性差，在今后的實用中，遇到化學介質的長期浸漬，腐蝕性的酸、堿、鹽會進入缺陷中并存留，造成涂層電性能下降、強度降低，先失去防腐作用。
因此施工相同厚度的防腐層，用無溶劑涂料比用有溶劑涂料涂敷的防腐層在質量上要優異。
無溶劑液體環氧涂料可以一次性厚涂達到2000μm以上，工效高，涂敷速度快，提高質量、提高功效、降低成本、環保、節能、無污染，是引領涂料工業發展方向的新產品、新技術。
表1 有溶劑與無溶劑涂料比較

序號	有溶劑型（包括厚漿型）	無溶劑型
1	涂層中有針孔、盲孔、顯孔，造成涂層不致密。	無溶劑一次性厚涂，涂層密實，各項防腐性能優良。
2	多層涂敷、層間還需有等待干燥的時間，工效低、時間長。	一次厚涂，工效快，省工、省時。
3	有溶劑揮發，施工現場條件惡劣、污染環境，工人勞動條件差，造成職業病。	無溶劑揮發，無污染，無氣味。
4	涂層固化后，仍有溶劑殘留逸出，污染水質。	自身無溶劑、涂層中無殘留問題，真正無毒害。
5	溶劑乃能源物資，揮發后，浪費了能源。	無揮發物，節能、環保，為地球、為人類做貢獻。
6	能源浪費，增加工序，工效降低，綜合成本提高。	節能，省錢、節省工序、節省人工和機械施工費，降低成本。

 

 
 
二、無溶劑液體環氧涂料種類
無溶劑液體環氧涂料有無溶劑環氧彩漆、無溶劑環氧陶瓷涂料、無溶劑環氧煤瀝青涂料等種類。
1、無溶劑液體環氧涂料——環氧彩漆
環氧彩漆是液體環氧漆的一個品種，環氧漆是屬化學固化型油漆，環氧樹脂和固化劑混合后，發生化學交聯反應，生成不熔不溶的大分子立體網狀結構，質地致密、機械強度高，環氧環、苯環和醚鍵化學性質穩定，耐多種酸、堿、鹽的浸泡，醚鍵和羥基是極性基團，與鋼鐵產生極性吸附，粘結力大，附著力強。
 
表2 無溶劑型環氧彩漆性能指標

項目		單位	性能指標
涂料粘度 （涂4杯，25℃）		ｓ	不測（超過儀器檢測范圍）
涂料細度		μｍ	≤100
涂料固體含量		％	≥98
漆膜干燥時間（25℃）	表干	h	≤4
	實干	h	≤16
漆膜顏色及外觀		—	各色、有光
漆膜附著力		級	≤2
漆膜柔韌性		mm	≤2
漆膜耐沖擊		J	4.9通過

 

 
2、無溶劑液體環氧涂料——環氧陶瓷涂料
環氧陶瓷涂料歐美國家稱之為Ceramic Epoxy，是液體環氧涂料系列產品中的耐磨品種，內含大量高純度石英粉，涂層光亮、堅硬、耐磨。組成中含煤瀝青的外觀呈黑色，簡稱黑陶，用于中水和污水，組成中不含煤瀝青的外觀為白色，簡稱白陶，屬于無毒型，用于生活飲用水。
無溶劑型環氧陶瓷涂料不含任何有機溶劑和活性稀釋劑，符合環保和安全要求，固體含量接近100%，適用于機械噴涂，可厚涂一次成形，涂層密實、無針孔，省料、省時、省工，降低成本，是涂料工業發展的方向。
涂層光滑、堅韌、耐水、耐磨、耐化學介質浸蝕，防腐性能優良，是最好的內防腐材料?？杉訜峄虺赝糠?，常溫固化養生，施工方法簡便易行。
環氧陶瓷涂層光滑，磨阻系數低，適用于鋼管、鑄鐵管、混凝土管等輸水管道內涂，可降低磨阻，增加輸量，減少投資。也適用于鋼儲罐、混凝土、涼水塔、污水廠、碼頭等設備的內外防腐。
主要技術指標符合美國國家標準協會和美國自來水廠協會的ANSI/AWWA C 210-07《鋼質水管道液體環氧內外防腐層》標準和東化防腐公司企業標準Q/DH 08-2012《環氧陶瓷涂料》的要求。
 
表3   AWWA C 210-07性能指標

序號	試驗項目	最低要求	試驗方法
1	干膜厚度	16mils（406μm）	SSPC PA2
2	電檢測（針孔）	2500V無針孔	NACE RP 0188
3	粘結性 a. ASTM D 3359(A法) b. ASTM D 4541	4A級 800psi（5.5MPa）	a．ASTM D3359（A法） b．ASTM D 4541
4	浸泡試驗（24±1℃、30d） a. 脫離子水 b.1%（w）硫酸溶液 c. 1%（w）氫氧化鈉溶液	無起泡、剝離和失粘	AWWA C 210
5	陰極剝離	剝離半徑≤9.53mm	ASTM G 8

 

 
3、無溶劑液體環氧涂料——環氧煤瀝青涂料
環氧煤瀝青涂料在20世紀70年代前是用煤焦油為主料，加入環氧樹脂，因此原稱環氧煤焦油涂料（coal tar epoxy）。加入固化劑后，即發生固化反映，形成漆膜?？墒敲航褂椭泻蟹宇愇镔|，酚類物質也能與固化劑發生反應，會增加固化劑用量，而且有些酚類物質在形成涂層后還會逸出，投入使用后，影響涂層防腐性能。后來改進為采用精煉的煤焦瀝青，除去有害雜質制成環氧煤瀝青涂料。隨科學技術的發展，環氧煤瀝青涂料從20世紀80年代的溶劑型，其固體含量70%，到90年代發展為厚漿型，固體含量≥80%，目前已生產出無溶劑型，其固體份含量高達≥98%。國標GB 50268和石油行標SY/T 0447-96的固體含量仍按厚漿型要求，而最新的石油行標SY/T0457-2010已明確無溶劑環氧涂料的固體含量指標為≥98%。
 
表4 無溶劑環氧煤瀝青涂料技術指標

項目			單位	技術指標	執行標準
涂料常規檢測	細度		μm	≤100	GB/T 1724
	固體含量		%	≥98	SY/T 0457附錄A
	顏色及外觀		--	黑色,表面平整、光滑	目測
	干燥性能	表干	h	≤4	GB/T 1728
		實干	h	≤16
	沖擊強度		J	4.9 通過	GB/T 1732
	附著力		級	1～2	GB/T 1720
	柔韌性		mm	≤2	GB/T 1731
	硬度		--	2H鉛筆，表面無劃痕	GB/T 6739
	耐化學穩定性（90d）	10% H2SO4 10% NaOH 3% NaCl	--	防腐層完整， 無起泡、不脫落	GB/T 9274
防腐層檢測	耐鹽霧性（500h）		--	1級	GB/T 1771
	耐磨性（1000g/1000轉）		mg	≤120	GB/T 1768
	耐彎曲（1.5°、25℃）		--	涂層無裂紋	SY/T 0442附錄E
	耐沖擊（25℃）		J	≥6	SY/T 0442附錄F

 

4、無溶劑液體環氧衍生產品——環氧煤瀝青冷纏帶
無溶劑型環氧煤瀝青冷纏帶是環氧煤瀝青加玻璃布防腐層的更新換代產品，是東化公司自主研發的專利產品，專利號：ZL 93 2 21420.7。本品由基帶和定型膠兩部分組成，基帶是浸過環氧煤瀝青涂料的丙綸無紡氈，取代含堿、含蠟的玻璃布，定型膠是無溶劑型環氧煤瀝青涂料，取代溶劑型環氧煤瀝青涂料。
為達到國標GB 50268-2008和中石化行標SH 3022-1999標準要求的防腐層厚度，可提供三種型號，即：防腐層組合厚度0.4mm的GH 401加強級、0.6mm的GH 402特加強級和0.8mm的GH 403加厚級（即中石化標準的特強級）。為了適應中國南北方溫差較大的情況，按施工環境溫度將配套的定型膠分為三種型號，即：常溫膠（5℃以上使用），低溫膠（-5℃以上使用）和超低溫膠（-5℃以下使用）。
本產品2004年通過北京市市政管理委員會鑒定，認為具有方便施工、降低成本、提高防腐質量、有利于改善環境保護的特點，在環氧煤瀝青防腐材料中達到國內領先水平，可以在市政工程中推廣應用。
環氧煤瀝青冷纏帶中采用的環氧煤瀝青涂料（又稱定型膠）屬無溶劑型，解決了原溶劑型環氧煤瀝青涂層針孔多、涂層不密實，有盲孔、顯孔的缺陷。兩膠一帶即可達到國標要求的厚度，涂層致密、無針孔，大大提高防腐層的質量。
采用兩膠一帶施工工藝，取代原來標準中要求的四油一布加強級和六油二布特強級和中石化的五油三布特強級，簡化施工工藝，縮短工期，提高工效，節約工程成本。
冷纏帶有可在不同環境溫度下施工的三種定型膠，使環氧煤瀝青防腐可在全天侯施工，解決了以往冬季不能施工的弊病。
環氧煤瀝青冷纏帶是基帶和定型膠配套供應，提高了現場施工環氧煤瀝青涂層的預制程度。無紡布不含蠟、不含堿，消除了因玻璃布含蠟、含堿造成的粘結力差和吸水率高，不耐酸、堿、鹽浸蝕的弊病，大大提高了環氧煤瀝青涂層的粘結力、機械強度和在鹽堿地區的防腐性能。施工后涂層厚度均勻、質量穩定、外觀漂亮、防腐性能優良。
環氧煤瀝青冷纏帶適用于埋地和水下鋼質輸油、天然氣、自來水、供熱管道的外壁防腐，也適用于鋼質儲罐罐底及污水池、屋頂防水層、衛生間、浴室、地下室等混凝土結構的防水和防滲漏。
環氧煤瀝青冷纏帶尚無相應行標，企業標準為Q/DH 01-2012《環氧煤瀝青冷纏帶》，其外觀、防腐層厚度、電火花檢漏電壓等主要技術指標均符合國標GB 50268、中石化行標SH 3022和石油行標SY/T 0447等標準的相應要求。
表5 環氧煤瀝青冷纏帶技術指標

序號	項             目			單位	技  術  指  標
					GH  401	GH  402	GH403	GH404
1	基帶寬度，			mm	125±2.5     250±5  400±8			250±5
2	基帶抗拉強度，			N/cm	≥20			≥25
3	定型膠實干時間 （25℃）			h	≤16
4	防腐層顏色及外觀				黑色有光、表面平整、粘結緊密			黑色、表面平整有彈性
5	防腐層厚度			mm	≥0.4	≥0.6	≥0.8	≥0.8
6	防腐層電火花檢漏			kV	2.5無漏點	3.0 無漏點	5.0 無漏點	5.0無漏點
7	防腐層粘結力	180°剝離法	常溫膠 低溫膠	N/cm	20  不剝離		12 不剝離	---
			超低 溫膠		12  不剝離			---
		撕開法		－	------			不露鐵
8	防腐層耐沖擊			J	4.9  沖擊點不露鐵

 

三、無溶劑液體環氧涂料施工方法
1、手工施工方法
無溶劑液體環氧涂料盡量不采用手工施工，環氧類涂料是化學反應型涂料，當環氧樹脂（在A組份內）與固化劑（在B組份內）混合后，固化反應開始，產生的熱量又加速了反應速度，涂料會增稠甚至凝固而無法涂敷使用，這段時間稱為使用期。涂料中溶劑含量高，溶劑揮發可帶走一部分熱量，可以延長使用期，但又出現每遍涂層只能達到50～100μｍ干膜的問題，需要增加涂敷遍數。無溶劑液體環氧涂料中樹脂含量高，涂料粘度較大，為了降低粘度，一般采用預熱到40℃～70℃，當A、B料混合后，化合反應速度更快。
無溶劑環氧涂料亦可制成手刷料，有些廠家采用加入活性稀釋劑的配方，但其價格較高，而且活性稀釋劑有揮發性，有毒，影響施工人員的身體健康。東化公司研制的冷纏帶配套定型膠是無活性稀釋劑的無溶劑液體環氧涂料，可以手工施工，其施工方法是A、B料按1：1混合，攪拌均勻即可涂刷。
2、機械化施工
因無溶劑環氧涂料按比例加入固化劑后，化學反應產生的熱量大，會加速固化反應，使涂料使用期縮短，故通常的空氣噴槍和單缸高壓無氣噴涂機均不能使用，應采用雙缸雙路高壓無氣噴涂機。雙缸雙路噴涂是將環氧涂料的A料、B料分別預熱，由A料泵、B料泵分別輸送到噴咀前的預混器混合，混合后的涂料立即經噴咀噴到被涂物上，迅速固化形成涂膜，達到一次性厚涂的效果。在照片和錄像中可以看到施工無溶劑環氧煤瀝青管道外壁防腐層，一次性厚涂達到美國AWWA標準，防腐層厚度大于14密耳（406μm）。

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