VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料

杜忠胜 王慧

烟台鲁蒙防水防腐材料有限公司 264006

引言

我国国民经济发展迅速，带动基础设施建设速度较快，相应带来的则是腐蚀损耗的增大，仅1995年我国由于腐蚀造成的损失就达到1500亿元［1］，伴随着我国西部大开发战略的实施，“西气东输”等项目对于防腐的需求也越来越大，而这些项目的防腐施工离不开防腐涂料。我国的防腐涂料类型大多是溶剂型，而且用的树脂大部分属环氧系列产品，这类涂料固化后成刚性，耐冲击性差，如果用于混凝土防腐，需基层十分干燥方可施工，且自身有毒，施工时污染环境，不符合环境友好型的发展方向，针对这一情况，亟需一种环境友好、柔韧性优秀、抗冲击性能好的防腐新材料来改变现状。水性高分子树脂防腐涂料作为一种新型柔性防腐涂料能较好地满足工程需求，不仅适用于混凝土结构防腐，也适用于钢结构防腐。

2 材料介绍

2.1 性能指标

以下以烟台鲁蒙防水防腐材料有限公司生产的VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料为例介绍材料的基本性能，其性能指标见表1。

表1 VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料性能指标Tab.1 Performance indicators of VRA-LM water based polymer resin anticorrosive coating

2.2 材料实验

本文取性能指标最具代表性的VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料-重防腐Ⅰ型进行介绍。

1.化学性能实验

未添加改性剂的VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料尽管具备一定的防腐性能，但在部分酸性较强的环境下仍存在较多限制。为在不破坏基本材料良好弹性的前提下，较大程度地提高VRALM水性高分子树脂防腐涂料的耐酸性能，拟采用氟树脂对涂料进行改性。氟树脂大分子链中存在结构稳定的F-C化学键，在腐蚀性强的环境下仍能保持优异的综合性能，因此本材料决定采用其作为改性剂，更好地提高VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料的防腐性能。

从市面上选取三家不同的氟树脂作为改性剂A、改性剂B、改性剂C进行试验，添加量为0.2%，采用未掺改性剂的VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料作为对照，采用制样及养护方法如下：将在标准试验条件下放置后的样品按比例分别称取两组分，混合后机械搅拌15min，静止3min左右，以减少气泡，涂在PE板上，为方便脱模，模具表面可用脱模剂进行处理。试样制备时分5～6次涂覆，试样厚度（1.5±0.2）mm，每道厚度大约（0.3±0.1）mm，后道涂覆应在前道涂层实干后进行，两道间隔时间为6h左右。待达到标准厚度，在标准条件下静止168h，然后脱膜。

将按照上述步骤制备成型的试片置于不同浓度的腐蚀介质中，7d后观察实验结果见表2。

表2 涂料试片浸泡7d后观察现象Tab.2 Phenomenon of coating specimens after7days soak time

以上四组进行对比，可得出：掺0.2%氟树脂改性剂能够大大提高VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料的防腐性能，其中，掺改性剂A后材料的耐腐蚀性效果最好。此外，掺改性C的对照组存在一组异常数据，较低浓度的10%盐酸起泡，而浓度30%盐酸却未起泡，此处需进一步试验。

2.物理性能实验

作为柔性防腐涂料，需要有较高的物理性能，尤其是断裂伸长率，才能抵抗混凝土结构动态裂纹，避免后期防腐层与混凝土层同时开裂，影响防腐效果。VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料由水性高分子乳液与无机填料组成，原材料中水性高分子乳液的采用，决定了其具备一定的弹性，而这一弹性的高低，则需要塑化剂来进一步调整。在塑化剂的选择上，对增塑剂要求除了需要与高分子乳液相适配，同时不会对材料的防腐蚀性能产生不利影响。

本实验将未添加塑化剂配方定为配方A，经标准环境下制样、养护，并按照《建筑防水涂料试验方法》（GB/T16777—2008）中拉伸性能采用拉力机进行测试，为作对比，在配方A基础上加入8%的塑化剂，将添加塑化剂后的配方定为配方B，并在相同条件下制样、养护、检测，得出表3数值。

表3 拉伸性能测试数据Tab.3 Test data of tensile property

经比较，加入塑化剂后的材料虽然拉伸强度轻微降低，但断裂伸长率有较大提高，且数据离散程度低，更为稳定。因此，在VRA-LM高分子树脂防腐涂料的原材料选择上，可选择加入8%增塑剂提高其断裂伸长率及材料稳定性。

2.3 材料特性

（1）VRA-LM高分子树脂防腐涂料为水性弹性防腐涂料。

（2）与混凝土表面接触，可以渗透到混凝土毛细孔内，与混凝土具有良好的粘结强度，能够达到国家标准（1.5MPa）［2］。

（3）耐强酸、强碱、盐、矿物油、臭氧、细菌的腐蚀。

（4）高弹性能够预防混凝土的动态裂纹造成的渗透腐蚀。

（5）无需繁复的基层处理，直接多次喷涂即可达到设计厚度要求；防腐涂层较厚能够确保工程质量。

（6）干湿基面均可施工，机械喷涂和人工涂刷均可。

（7）工艺简单、无毒无污染能耗较低，日施工面积可达5000m2。

（8）20多年的实际工程使用，使用寿命较长。

VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料可以用在钢结构、钢罐体、钢管道的防腐，钢材表面轻微锈蚀不必喷砂除锈，也可直接涂刷或喷涂本防腐涂料，涂层厚度应达到1.5mm。

3 施工案例介绍

VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料主要适用于石油、化工厂污水处理池的防护，城市工业污水、生活污水处理厂的防护抗渗，也适用于食品工业、生物工程、制药、自来水水厂、输水管道等无毒环境的防腐，还适用于发电厂晾水塔内壁的防腐，垃圾掩埋场混凝土结构防腐。本文以北京某花园式再生水厂为例介绍该防腐材料的应用。

图1 池体外观Fig.1 Facade of pond

图2 池体内貌Fig.2 Interior of pond

3.1 工程介绍

该工程为混凝土结构再生水厂，要求池体全部封闭，池顶绿化，为达到甲方要求，厂区所有池体均处于地下，通过集中处理臭气、废水从而达标排放。该水厂采用具有“脱氮除磷功能的底曝氧化沟工艺＋生物滤池＋滤布滤池＋超滤膜”处理工艺，水质分析见表4。

表4 进出水水质分析Tab.4 Analysis of inlet and outlet water quality

由于厂区全部封闭，要求防腐材料无异味、固化快，对材料环保性能要求较高；又由于水处理工艺繁杂，对防腐材料的耐腐蚀性能提出了更高的要求。通过对工程情况及水质进行分析，选择使用VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料。

3.2 施工工艺

VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料最大特点是对基层形状、部位、基层种类等无特殊要求，适用性强，适用于各种基层材料，其施工操作可归纳为以下三个环节［3］：基层处理→材料配制→涂料施工。

1.基层准备

（1）基层要求平整，表面压实压光，无尖锐棱角，无蜂窝麻面，无起鼓裂纹，否则必须处理达到以上要求。

（2）表面建筑垃圾、浮灰必须清除干净。

（3）基层不应有明水，否则应排除，清扫干净。

2.材料配制

（1）配合比：VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料使用时应按厂家提供的配合比准确计量，搅拌均匀。

（2）搅拌要求：搅拌时把固体物慢慢倒入液体中并用搅拌器充分搅拌不少于10min，无气泡为止，搅拌时不得加入或混入上次搅拌的残液及其他杂质，配好的涂料及时使用完毕避免固化造成浪费。

（3）清洗：每次配料完毕及时用清水清洗配料桶及搅拌叶片等器具和设备，否则会影响下一次配料的质量。

3.涂料施工

VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料可采用机械喷涂或人工涂刷。

（1）机械喷涂

采用无气喷涂机喷涂，每台班可完成3000m2，将设备调制好后可进行喷涂，要求平整、均匀，厚度一致。第一遍喷涂完毕后，间隔约4h，涂膜表干后，喷涂第二遍，同层VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料虽无接茬宽度要求，但搭接必须完全，不能出现少喷或漏喷现象，最好采用多遍喷涂达到设计厚度，用料量见表5。

表5 不同厚度的每平米用料量Tab.5 Material consumption per square meter of different thickness

（2）人工涂刷

采用150mm以上的长板刷或圆形滚动刷涂刷。涂刷要横、竖交叉进行，达到平整均匀、厚度一致。最好采用多遍涂刷的方式达到设计厚度。

3.3 运营情况

该工程防腐项目采用高性能防腐材料、方便快捷的施工方式，完全满足该工程的工艺、材料要求，迄今为止经过了8年的实际使用，仍保持良好的性能、状态。

4 结语

VRA-LM水性高分子树脂防腐涂料的高抗裂性能、高粘结性能、高耐腐蚀性能、水性绿色环保等优点能够很好地满足当今混凝土结构、钢结构等建筑对防腐的要求，施工方便、干湿面均可施工、施工速度快，可以广泛地应用于污水处理厂、自来水厂等需要着重对构筑物进行防腐保护的工程。