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    从漆膜力学性能来分析重防腐涂层体系的设计

    日期:2025-04-17 07:55

    比如《ISO 12944-2017/2018色漆和清漆-防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》国际标准里针对不同的大气腐蚀环境和浸没环境,提供了多种不同的重防腐涂层体系的方案,其应用非常广泛。


    国内也有众多的跟防腐涂层体系相关的行业标准,比如


    交通行业标准《JT/T 722-2008公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》,


    《JT/T 695-2007 混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》,


    《JT/J 275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》;


    铁路行业标准《TB/T 1527-2011 铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》,


    水工电力行业标准《SL105-2007水工金属结构防腐蚀规范》,


    化工部行业标准《HG/T 3656-1999钢结构桥梁漆》,


    石油石化行业标准《GB/T50393-2017钢质石油储罐防腐蚀工程技术标准》。


    这些行业标准分别针对特定的应用场景,提出了推荐性或强制性的防腐涂层方案,一般情况下,设计单位和业主只需要根据标准针对的场景,采用推荐的涂层体系实施,基本就能满足工程防腐的要求。


    标准里通常根据底漆,中间漆和面漆的不同功能,进行合理搭配,推荐最合适的重防腐涂层体系。比如防锈底漆,以阴极保护为主,还是化学防锈为主;中间漆以片状云铁灰颜料为主,还是以玻璃鳞片为主,面漆也是以各种功能为主,如耐酸,耐碱,耐候,耐磨等等。从涂膜的底层到面层,进行功能性和相容性的合理搭配,就能制定出合适的重防腐涂层体系方案。


    今天,想从另外一个角度,即从漆膜的力学性能,来分析下重防腐涂层体系的方案设计。


    一、漆膜的力学性能

    漆膜的力学性能,主要包括漆膜的硬度,附着力,柔韧性,耐冲击性,断裂伸长率等性能,重防腐涂层体系中的底漆,中间漆和面漆,实际上对力学性能的要求并不完全相同。


    现实中各种标准虽然没有针对涂层的力学性能有特殊要求,但配方工程师在配方设计时,需要考虑漆膜的力学性能因素。在设计配方时,同时要考虑基材的力学特性,比如基材的刚性,漆膜的附着力,柔韧性,断裂延伸率,内聚强度等等。


    从力学性能考虑,涂层体系设计的基本原则如下:


    底层到面层,漆膜的硬度和内聚强度应逐渐减小;


    从底层到面层,漆膜的柔韧性和弹性应逐渐增大;


    底漆对基层的附着力要大于涂层体系的层间附着力;


    膜的附着力(含层间附着力)要大于漆膜的内聚强度;


    涂层体系的柔韧性和附着力要满足(薄板)基材的变形要求。


    二、现在简要分析下

    从底层到面层,漆膜的硬度和内聚强度逐渐减小,最终形成的涂层体系是一个由硬到韧的梯度涂层。


    通常基材在发生形变时,附着在基材上的涂层会同时跟着发生形变,无论是在基材外壁还是内壁,变形时最外层的涂层的形变都是最大的。从里到外,涂层由硬到韧,抵抗变形的能力就越强,复合涂层就越不容易发生破坏。


    基材发生变形时,底漆与基材之间,涂层间也收到很大的力,因此,底漆与基材之间的附着力,涂层之间的层间附着力,必须抵抗变形时收到的力,而且,越往基材,涂层的附着力要越大,这样才能避免发生脱层破坏。


    基材发生变形时,涂层有发生变形或脱层的风险,这就涉及到涂层的附着力与内聚强度的大小了,原则上,涂层的附着力要大于涂层的内聚强度,这样即使涂层受到了超过限度的受力发生破坏,也只是涂层的受力发生破坏。但是当涂层的内聚强度大于附着力时,涂层受力如果大于附着力,小于内聚强度,那涂层很有可能发生脱层破坏。


    当然,基层不同,基层的形变也不同,对涂层的附着力,柔韧性的要求各不相同,所以,最终还要根据具体情况来分析和设计涂层体系。


    三、梦能服务与支持

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