抗冲蚀重防腐涂层制备及在跨海大桥防眩板上的防护应用

徐小梅 黄 橹

杭州本创科技有限公司 浙江杭州 310000

1 跨海大桥防眩板腐蚀背景

防眩板是为解决对向车灯眩光，安装在高速公路中央分隔带上的一种交通安全产品，一般采用金属碳钢材质，通过涂装防腐涂料提高防眩板的防护寿命，并起到交通警示色效果。在高速路的跨海大桥路段，防眩板不仅遭受海洋大气腐蚀，同时跨海大桥的常年横风会对防眩板产生持续冲蚀磨损，极大缩短防眩板的服役寿命。本单位对浙江省舟山市高速路段金塘大桥腐蚀调研发现，该路段的防眩板在服役两年后，防眩板表面已出现明显漆膜脱落、鼓泡和腐蚀迹象，见图1。说明在海洋大气冲蚀磨损环境中，防眩板表面防护涂层在短时间内出现腐蚀破坏，只有提高防眩板表面涂层的抗冲蚀性能，才是延长防眩板服役寿命的有效途径。

2 抗冲蚀重防腐涂层制备及性能评价

冲蚀磨损是基材表面经具有一定角度和速度的流体或夹带有磨砺性固体颗粒的流体冲刷后，引起基材表面腐蚀破坏的现象[1-2]。相对于单一腐蚀和磨损，冲蚀磨损接触面的相对运动会直接磨耗材料，而且破坏基材表面吸附的保护膜，使暴露基材表面不断与液相介质接触而加速腐蚀，形成腐蚀与磨损的耦合效应[3-4]。因此，冲蚀磨损不仅是材料腐蚀和磨损损伤的简单叠加，还是腐蚀、磨损及其交互作用造成材料的损失显著加成，详见图2。

本单位根据防眩板在海洋大气冲蚀磨损失效过快的难题，开发了一种新型防眩板防护用抗冲蚀重防腐复合涂层，具体包括环氧石墨烯防腐底漆、高固体石墨烯阻隔中间漆和聚氨酯抗冲蚀耐候面漆，各涂层的基本性能分别见表1、表2和表3，复合涂层的耐盐雾性能超过3000h。通过防腐涂料与抗冲蚀耐候面漆的配套使用，以期延长防眩板在高速跨海大桥路段的服役寿命。

表1 环氧石墨烯防腐底漆性能参数

表2 环氧石墨烯高固体中间漆性能参数

表3 抗冲蚀聚氨酯面漆性能参数

通过对比试验来评价自制抗冲蚀耐候面漆的抗冲蚀性能，在碳钢上采用两种涂层配套，配套①：环氧石墨烯防腐底漆(80μm)+市售聚氨酯耐候面漆(40μm)(购自宁波大达化学有限公司)；配套②：环氧石墨烯防腐底漆(80μm)+自制抗冲蚀耐候面漆(40μm)，漆膜总厚度均为120μm。在喷砂试验机中进行抗冲蚀性能评价，技术参数：空气压力为0.6MPa，石英砂磨料细度300目，喷嘴与样板的距离25cm，冲蚀角为90°，下沙量为90g/min，冲蚀时间30s后的照片见图3。由图3可知，市售聚氨酯耐候面漆在冲蚀区域已经脱落，露出红色底漆，冲蚀后的膜厚减小到60μm；而研制的抗冲蚀涂层冲蚀区域仅仅颜色变深，漆膜厚度无变化，膜厚为120μm，冲蚀试验说明研制抗冲蚀涂层具有良好的抗冲蚀防护效果。同时采用GB/T 1768-2006《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》标准，对研制抗冲蚀耐候面漆的耐磨性能进行测试，发现经过1000g/500r后，其质量损失仅为23mg，而市售聚氨酯耐候面漆的质量损失为128mg。

3 防眩板的示范工程应用及性能评价

设计防眩板抗冲蚀耐候面漆颜色草绿色，起到警示效果。按照表4的涂装方案对防眩板进行涂装，采用无气喷涂方式进行涂装，现场涂装效果见图4，涂装时间为2021年4月，每道涂层施工完毕后进行漆膜外观、干膜厚度和附着力测试，现场检测涂层性能结果表明，复合涂层在防眩板表面施工性能良好，漆膜附着力达到0级。

自制抗冲蚀重防腐涂层在跨海大桥防眩板上服役25个月后，对涂层防护和老化性能进行现场评价，发现抗冲蚀面漆漆膜完整，无起泡、无剥落以及无腐蚀迹象，百格附着力为0级。采用光度计对面漆服役25个月后变色性能进行测试，其ΔE<1.0，变色等级为0级。抗冲蚀重防腐涂层在跨海大桥防眩板上服役25个月后，复合涂层防护测试评价综合等级见表5，其综合防护等级为0级，根据漆膜老化等级、膜厚和附着力等综合指标分析，预测研制的抗冲蚀重防腐涂层在跨海大桥上对防眩板的防护寿命可达6年以上[6]。

表5 涂装25个月后抗冲蚀重防腐涂层防护测试评价综合等级

4 结论

(1)本文研制一种新型跨海大桥防眩板防护用抗冲蚀重防腐涂层，实验室评价复合涂层的耐盐雾≥3000h，耐老化性能≥2000h，耐磨损性能为23mg(1000g/500r)。

(2)将自制抗冲蚀重防腐涂层涂装到防眩板上，服役25个月后，其综合防护等级为0级，预测其防护寿命可达6年以上。