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适用于海洋钢结构深水区使用的一种反光防腐涂层的制备与表征

宣布时间:2024-08-07 17:11:44 浏览次数 :

近年来,,,,,, ,,全球能源日益主要,,,,,, ,,除了造成能源价钱一直攀升外,,,,,, ,,差别国家因油气供需问题引发的矛盾也在一直加剧,,,,,, ,,为充分包管国家能源清静,,,,,, ,,海洋油气资源的开发使用变得尤为主要。。。。。有研究批注,,,,,, ,,天下海洋油气储量较大,,,,,, ,,约占全球油气资源总储量的1/3[1]。。。。。我国海洋油气资源储量也较为富厚,,,,,, ,,凭证我国最新油气资源评价效果显示,,,,,, ,,我国海洋石油资源储量为393亿t、自然气资源储量为52万亿m3,,,,,, ,,并且我国油气资源品质较好,,,,,, ,,具有辽阔的开发远景。。。。??????上攵,,, ,,随着我国海洋油气资源的开发与使用,,,,,, ,,大型海洋作业装备如海洋坐地式钻井平台、半潜式钻井平台等的大宗应用,,,,,, ,,海洋钢制结构物势必也越来越多。。。。。

凭证差别海洋情形,,,,,, ,,海洋钢结构侵蚀部位主要分为海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区和海底泥沙区5个侵蚀区带,,,,,, ,,其中浪花飞溅区为侵蚀最为严重的区域[2-4],,,,,, ,,相比其他区域此处钢结构外貌漆膜容易泛起起泡、脱落征象,,,,,, ,,从而失去对钢结构的;;;;;;;;ぷ饔谩!。。。只管云云,,,,,, ,,浪花飞溅区属于海面上区域,,,,,, ,,修补为较为容易。。。。。

在海水全浸区,,,,,, ,,虽然漆膜受到的侵蚀相对较小!。。。,,, ,,但漆膜若是爆发损坏,,,,,, ,,在较高的盐分作用下,,,,,, ,,容易形成电化学加速侵蚀征象,,,,,, ,,短时间内便会造成较为严重的钢结构侵蚀,,,,,, ,,直接威胁到海洋钢结构的运行清静。。。。。在海面下,,,,,, ,,光线透过能力较弱,,,,,, ,,侵蚀点的发明和查找都面临着较大难题。。。。。若能获得一种在水下具备通例光源反光功效的涂料,,,,,, ,,将有主要意义。。。。。为此,,,,,, ,,本文以环氧树脂为基础!。。。,,, ,,通过改变填料和面撒雨夜型玻璃微珠方法,,,,,, ,,制备了一种在湿润基面具有较强逆反射系数的防腐涂层,,,,,, ,,以期可应用在古板防腐系统的外外貌,,,,,, ,,便于海洋钢结构在海水全浸区的无损探伤。。。。。

1、实验部分

1.1实验质料

漆样主要由环氧树脂,,,,,, ,,二氧化钛(金红石型钛白粉)颜料,,,,,, ,,二甲苯溶剂,,,,,, ,,磷酸锌、沉钡等填料和助剂组成。。。。。面撒的玻璃微珠接纳雨夜型反光玻璃微珠,,,,,, ,,所有质料的品级均为工业品级。。。。。

1.2实验仪器

接纳德国BINDER恒温恒湿试验箱,,,,,, ,,对证料、环氧漆、样板举行状态调剂及养护;;;;;;;;接纳台湾高铁科技股份有限公司微机控电子万能试验机,,,,,, ,,对环氧漆的附着力举行测试;;;;;;;;接纳天津市精科联质料试验机有限公司C84-Ⅲ型反射率测定仪,,,,,, ,,对环氧漆的比照率举行测试;;;;;;;;接纳德国毕克化学(BYK)的4563型三角度光泽仪,,,,,, ,,对环氧漆的光泽度举行测试;;;;;;;;接纳上海轩轶创析工业装备有限公司的接触角测试仪对环氧漆的接触角举行测试;;;;;;;;接纳北京天地星火科技生长有限公司的ZTT-301V型逆反射标线丈量仪,,,,,, ,,对反光涂层的逆反射亮度系数性能举行测试。。。。。

1.3剖析测试原理

接纳GB/T5210—2006中试柱法,,,,,, ,,对添加环氧漆附着力举行表征;;;;;;;;接纳GB/T23981.1—2019中聚酯膜法,,,,,, ,,对环氧漆遮掩能力举行表征;;;;;;;;接纳GB/T9754—2009中60°镜面光泽,,,,,, ,,并团结GB/T23764—2009接触角的测试要领,,,,,, ,,对环氧漆的抗污染附着性能举行表征;;;;;;;;参照GB/T16311—2009中逆反射亮度系数测试划定,,,,,, ,,对涂层水下反光性能举行表征。。。。。

1.4实验设计配方

本文所设计的配方如表1所示。。。。。

b1.jpg

1.5制备历程

1.5.1调漆阶段

设置疏散机转速在300r·min-1,,,,,, ,,依次将树脂、溶剂、颜填料、助剂(除BYK-4510)投入到疏散罐中,,,,,, ,,混淆搅拌30min后举行下一工序。。。。。将搅拌匀称的物料用砂磨机举行研磨,,,,,, ,,研磨至细度在25μm以下。。。。。将研磨好的漆样,,,,,, ,,再次安排于疏散机上搅拌,,,,,, ,,转速设置为500r·min-1,,,,,, ,,边疏散边将BYK-4510加入物料罐中,,,,,, ,,继续搅拌约40min后完成。。。。。

1.5.2面撒阶段

接纳实验室自制可匀速运行的微型撒布机,,,,,, ,,在漆膜外貌举行面撒雨夜型反光玻璃微珠。。。。。

2、效果与讨论

2.1环氧漆附着力表征

附着力是权衡油漆黏接性能质量的一种有用要领,,,,,, ,,直接影响了油漆产品的使用性能。。。。。附着力差的油漆产品,,,,,, ,,使用在历程中易泛起起鼓、剥落等征象。。。。。

本文制备的环氧漆,,,,,, ,,因在海洋钢结构海水全浸区使用,,,,,, ,,对附着力要求相对较高,,,,,, ,,差别比例二氧化钛添加量对环氧漆附着力影响如表2和图1所示。。。。。

b2-t1.jpg

由表2和图1可知,,,,,, ,,随着二氧化钛含量的增多,,,,,, ,,漆膜附着力一直增大,,,,,, ,,当二氧化钛抵达10%时,,,,,, ,,涂层附着力抵达最高点,,,,,, ,,当二氧化钛添加量至15%时,,,,,, ,,附着力泛起下降趋势。。。。。已知二氧化钛具有细度较小、比外貌积大、易与氧原子形成键相助用的特点,,,,,, ,,在漆膜中会与树脂爆发形成匀称致密的网格结构,,,,,, ,,加之在附着力增进剂的影响下,,,,,, ,,早先在5%~10%规模内,,,,,, ,,漆膜附着力获得较为显着的提升,,,,,, ,,但二氧化钛颜料不易举行疏散,,,,,, ,,其添加含量不宜过高,,,,,, ,,当抵达15%时,,,,,, ,,过多的二氧化钛会形成团圆征象,,,,,, ,,致使在漆膜干燥后形成细小的包块和孔洞,,,,,, ,,进而造成漆膜附着力降低。。。。。

2.2涂层遮掩能力表征

二氧化钛因具有较高的折射率、较强的遮掩能力,,,,,, ,,一直以来被看成是最为理想的工业白色颜料。。。。。在本系统中,,,,,, ,,二氧化钛不但可以使反光涂层发出白光,,,,,, ,,其较强的遮掩力更可以起到增大涂膜逆反射亮度系数的作用。。。。。为研究二氧化钛添加量对环氧树脂遮掩力的影响,,,,,, ,,接纳测定漆膜比照率方法举行表征,,,,,, ,,测试情形如表3、图2所示。。。。。

b3-t2.jpg

从图3、图2数据可知,,,,,, ,,当二氧化钛添加量在0~15%区间内时,,,,,, ,,随着二氧化钛含量的增添,,,,,, ,,漆膜比照率一直增大,,,,,, ,,可有用提高涂层系统的遮掩能力。。。。。

但在二氧化钛添加量抵达15%以后,,,,,, ,,继续增大二氧化钛的添加量,,,,,, ,,比照率数值已经不再增添。。。。。剖析可能的因素是二氧化钛作为颜料,,,,,, ,,当添加量抵达一定水平时,,,,,, ,,最终将受到质料自身折光系数的影响,,,,,, ,,对涂层系统的遮掩能力提升效果将逐渐削弱。。。。。

2.3涂层抗污染性能表征

本文制作的反光型环氧漆系统,,,,,, ,,因恒久应用在海水全浸区,,,,,, ,,会受到泥沙和部分微生物的侵袭附着,,,,,, ,,特殊是在玻璃微珠间误差内此征象更容易爆发,,,,,, ,,随着污渍的伸张,,,,,, ,,容易导致涂膜反光性能下降。。。。。因此,,,,,, ,,涂层的抗污性能将变得尤为主要。。。。。本文从漆膜光泽和水接触角两个方面考察了差别比例二氧化钛添加量对漆膜抗污能力的影响,,,,,, ,,如表4、图3所示。。。。。

b4-t3.jpg

由表4和图3可知,,,,,, ,,漆膜光泽(60°)随着二氧化钛含量的增添,,,,,, ,,泛起出先增添后降低的趋势,,,,,, ,,二氧化钛添加量在5%时为峰值。。。。。光泽与漆膜外貌粗糙度有细密联系,,,,,, ,,漆膜越平滑,,,,,, ,,光泽越高[5],,,,,, ,,平滑的外貌也更不易黏附污染物,,,,,, ,,受污染后也相对容易扫除污渍。。。。。二氧化钛对漆膜光泽的影响,,,,,, ,,主要分为粒径漫衍、吸油量、研磨疏散性3种因素。。。。。当二氧化钛含量在5%时,,,,,, ,,与树脂混淆后疏散匀称,,,,,, ,,漆膜比照率和白度增幅较大,,,,,, ,,致使漆膜外貌的反光能力获得增强,,,,,, ,,增进光泽(60°)增大。。。。。当二氧化钛含量继续增大后,,,,,, ,,漆膜光泽泛起出了下降趋势,,,,,, ,,剖析可能由两方面缘故原由组成:一是二氧化钛颜料比外貌积大,,,,,, ,,相比填料吸油量高,,,,,, ,,系统黏度增添,,,,,, ,,流平性变差,,,,,, ,,成膜后漆膜外貌平整度变差;;;;;;;;二是本文接纳的工业级二氧化钛(钛白粉)因粒径差别,,,,,, ,,易爆发群集,,,,,, ,,疏散难度增大,,,,,, ,,疏散不良的粒子团作用在漆膜外貌,,,,,, ,,致使涂膜光泽下降。。。。。

有研究批注,,,,,, ,,接触角与漆膜的自洁能力亲近相关,,,,,, ,,当接触角<90°时,,,,,, ,,漆膜体现为亲水性,,,,,, ,,且接触角越小!。。。,,, ,,漆膜外貌的污染物越容易经雨水冲洗带走[6],,,,,, ,,体现出更为优越的自洁性。。。。。本文涂层系统虽然并非用于外墙,,,,,, ,,但在海水流速的作用下,,,,,, ,,同样可以起到冲洗漆膜外貌的作用。。。。。凭证图3漆膜接触角的转变曲线可知,,,,,, ,,随着二氧化钛含量的增添,,,,,, ,,涂层接触角逐渐增大,,,,,, ,,漆膜变得越来越疏水,,,,,, ,,倒运于漆膜的冲洗清洁,,,,,, ,,团结光泽(60°)数据也可知,,,,,, ,,二氧化钛含量不宜设置过大,,,,,, ,,若简单从抗污性出发,,,,,, ,,将二氧化钛含量设置5%为理想值。。。。。

2.4二氧化钛添加配比简直定

从漆膜附着力效果来看,,,,,, ,,漆膜黏结性能最大值处于10%二氧化钛添加量的条件下。。。。。团结比照率实验效果可知,,,,,, ,,在15%二氧化钛添加量后比照率不再转变,,,,,, ,,且10%二氧化钛添加量与15%添加量,,,,,, ,,比照率效果影响相差较小!。。。,,, ,,因此宜将二氧化钛添加量设置在10%。。。。。

通过比照抗污染性能效果可知,,,,,, ,,5%二氧化钛添加量涂层两项抗污染性表征指标(光泽、接触角)均优于10%试验效果,,,,,, ,,得出宜将二氧化钛添加量设置在5%的结论。。。。。

但众所周知,,,,,, ,,白色颜料有利于增强光线反射,,,,,, ,,白度越大,,,,,, ,,遮掩能力越强,,,,,, ,,越能有用提高涂层逆反射亮度系数。。。。。因此,,,,,, ,,10%二氧化钛添加量的涂层反光性能会优于5%添加量涂层,,,,,, ,,且在5%与10%添加量下,,,,,, ,,抗污染性数值差别也并非不可接受。。。。。综上所述,,,,,, ,,将二氧化钛添加比例设置在10%更为合理。。。。。

2.5湿润状态下漆膜舷亮度表征

梳理现在涉及逆反射亮度系数标准,,,,,, ,,如GB/T16311—2009、GB/T21383—2008、JT/T280—2004等,,,,,, ,,关于怎样举行湿润状态下逆反射亮度系数的实验操作要领并没有明确划定。。。。。

本文参照GB/T16311—2009中6.6.1划定,,,,,, ,,为便于试验,,,,,, ,,试板长度修改为500mm,,,,,, ,,将测试基面加以槽型结构夹持密封后,,,,,, ,,在反光漆外貌匀称撒水,,,,,, ,,液面高度约1mm,,,,,, ,,以3板测试取平均值方法,,,,,, ,,对二氧化钛添加量10%的涂层系统在湿润状态下逆反射亮度系数举行测试,,,,,, ,,效果如表5所示。。。。。

b5.jpg

由表5可知,,,,,, ,,各个试件在湿润状态下的逆反射亮度系数数值差别不大,,,,,, ,,反应出该系统具有较好的逆反射稳固性。。。。。本系统的逆反射亮度系数原理,,,,,, ,,与蹊径交通标记线类似,,,,,, ,,关于蹊径交通标记来说,,,,,, ,,干燥状态下的逆反射亮度系数要高于湿润状态下逆反射亮度系数。。。。。本文制备的反光涂层,,,,,, ,,在湿润状态下的逆反射亮度系数,,,,,, ,,显着高于国家标准对新划线蹊径交通标记在干燥状态下需抵达150mcd·m-2·lx-1的要求,,,,,, ,,其具有较好的逆反射性能。。。。。

3、结论

本文以海水全浸区常用的环氧树脂为基础!。。。,,, ,,研究了二氧化钛添加量对漆膜要害物理性能的影响,,,,,, ,,并通过面撒雨夜型玻璃微珠,,,,,, ,,获得了一种在湿润状态下具有较高逆反射性能的涂层系统,,,,,, ,,通过实验数据剖析得出以下结论:

1)二氧化钛作为通例颜料对漆膜性能具有较大影响,,,,,, ,,当二氧化钛质量分数在5%时,,,,,, ,,便会泛起漆膜物理性能的显着改变,,,,,, ,,在有用增进附着力、遮掩力的同时,,,,,, ,,对漆膜抗污能力也爆发了一定影响。。。。。进一步提高二氧化钛含量后,,,,,, ,,这种影响波动变得更大,,,,,, ,,抗污曲线斜率显着增添。。。。。

2)只管在二氧化钛5%添加量时,,,,,, ,,涂层附着力、比照率提升增进作用未抵达峰值,,,,,, ,,但并非就意味着不可以使用,,,,,, ,,经多次测试其在湿润状态下逆反射亮度系数也较大,,,,,, ,,最低值抵达了260mcd·m-2·lx-1以上。。。。。因此,,,,,, ,,在部分特定条件下,,,,,, ,,同样可知足使用要求。。。。。为此提出一种假设,,,,,, ,,在深海无光区,,,,,, ,,因情形漆黑无外来光线,,,,,, ,,涂层经照射后的逆反射效果会更显着,,,,,, ,,且此区域海水流速相对较小!。。。,,, ,,涂层自身具备较强的抗污染性能成为主要考察点。。。。。从经济适用原则来讲,,,,,, ,,此区域可能越发适用于5%二氧化钛添加量的反光涂层。。。。。

随着天下对海洋资源需求的增添,,,,,, ,,各国开启了海洋资源开发使用的装备竞赛,,,,,, ,,我国在此领域一直处于全球领先水平,,,,,, ,,特殊是近年来,,,,,, ,,我国一系列新装备层出不穷,,,,,, ,,已经具备了条件越发苛刻的远海、深海资源开发能力,,,,,, ,,可想而知,,,,,, ,,与之配套的防腐涂层,,,,,, ,,除在防腐耐久性上提高外,,,,,, ,,在装饰美化效果、环保性、功效化上,,,,,, ,,也要需要进一步提升。。。。。新型功效性子料如水下反光防腐涂层、水下电致发光防腐涂层等可能会具有辽阔的市场空间。。。。。

参考文献:

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[2]牛雪莲,,,,,, ,,陈昌平.海洋工程钢结构侵蚀防护的研究希望[J].船舶工程,,,,,, ,,2019,,,,,, ,,41(4):100-103.

[3]覃远斌.海上平台飞溅区涂层修复手艺研究[D].广州:华南理工大学,,,,,, ,,2017.

[4]刘书法,,,,,, ,,李同跃,,,,,, ,,付春雷,,,,,, ,,等.海洋钢结构侵蚀缘故原由及防侵蚀要领剖析[J].石油和化工装备,,,,,, ,,2021,,,,,, ,,24(5):91-94.

[5]王玲,,,,,, ,,王镇,,,,,, ,,罗蛟,,,,,, ,,等.浅析钛白粉对涂膜光泽的影响因素[J].涂层与防护,,,,,, ,,2020,,,,,, ,,42(2):50-53.

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