沿海風(fēng)機(jī)塔筒防腐蝕涂料的研制及其涂裝工藝研究.pdf

1、隨著全球能源需求的急劇增加,新型清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用越來(lái)越受到重視,其中海洋風(fēng)電的發(fā)展更是相當(dāng)迅速。由于海洋風(fēng)機(jī)所處環(huán)境為高腐蝕環(huán)境,而且近年來(lái),隨著風(fēng)電機(jī)組功率的不斷增大,設(shè)備的體積變得更大,投資也更高,維護(hù)難度加大,這就對(duì)海洋風(fēng)機(jī)塔筒的防腐蝕涂裝提出了更高的要求。傳統(tǒng)的海洋風(fēng)機(jī)塔筒涂裝工藝為富鋅底漆/環(huán)氧云鐵中間漆/聚氨酯而漆,其中富鋅底漆由于鋅粉含量低,電化學(xué)保護(hù)效果不明顯;聚氨酯面漆的耐侯性和耐腐蝕性也越來(lái)越不能滿足現(xiàn)在的設(shè)計(jì)需

2、求;而且傳統(tǒng)的3涂層涂裝體系施工程序復(fù)雜,施工成本高,不方便日常維護(hù)和維修。針對(duì)上述問(wèn)題,本課題以鋅加涂膜鍍鋅為參考基準(zhǔn),自制了用于重防腐領(lǐng)域的涂膜鍍鋅涂料,并將其作為底漆,與聚硅氧烷面漆組成新型的2涂層風(fēng)機(jī)塔筒涂裝體系。具體研究工作如下:
　　 1.涂膜鍍鋅底漆的制備及性能研究。采用特殊的包覆樹(shù)脂和超細(xì)鋅粉制備出干膜固含達(dá)96%以上的涂膜鍍鋅涂料。試驗(yàn)了不同的溶劑體系對(duì)涂膜鍍鋅表面狀態(tài)、表干時(shí)間和物理機(jī)械性能的影響。并最終確定

3、涂膜鍍鋅溶劑體系為醋酸丁酯:重芳烴=2:6?？疾炝巳軇w系、溶劑用量以及放置時(shí)間對(duì)涂膜鍍鋅粘度的影響。通過(guò)在涂膜鍍鋅中摻入導(dǎo)電聚合物IDP,降低了涂膜的表面電阻并提高其電化學(xué)防腐性。探討了IDP含量對(duì)涂膜附著力、柔韌性以及面電阻率的影響,確定了IDP的含量為1.5%涂膜綜合性能最好。采用鹽霧試驗(yàn)和鹽水浸泡試驗(yàn)考察了鋅粉含量對(duì)涂膜防腐性能的影響,確定了涂膜鍍鋅的鋅粉含量為96%。耐水汽滲透試驗(yàn)表明,自制的涂膜鍍鋅耐水汽滲透性和鱗片狀鋅粉富

4、鋅涂料,以及無(wú)機(jī)磷酸鹽富鋅涂料相當(dāng),具有良好的抗?jié)B透性。
　　 2.聚硅氧烷面漆耐腐蝕性能研究。通過(guò)耐侯性試驗(yàn)對(duì)環(huán)氧聚硅氧烷和丙烯酸聚硅氧烷面漆的保色性進(jìn)行了研究。采用拉開(kāi)法附著力試驗(yàn)研究了環(huán)氧聚硅氧烷和丙烯酸聚硅氧烷面漆的附著力拉伸斷裂情況。通過(guò)QUV加速老化試驗(yàn),考察了聚硅氧烷面漆、氟碳面漆和聚氨酯面漆在1500h和2000h時(shí)的保光性。結(jié)果顯示,聚硅氧烷面漆、氟碳面漆能保持良好的保光性,而聚氨酯面漆在1500h時(shí)內(nèi)能保持與

5、前兩者相當(dāng)?shù)谋９庑?但在2000h時(shí),其保光性急劇降低,并出現(xiàn)失光粉化現(xiàn)象。人工加速老化(氙燈)試驗(yàn)顯示三種面漆實(shí)驗(yàn)過(guò)程中色差變化不明顯,但保光性差異較大,在相同情況下,聚氨酯面漆耐侯性要明顯差于聚硅氧烷面漆和氟碳面漆。
　　 3.復(fù)合涂層涂裝體系及工藝研究。本章對(duì)ISO12944標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大氣腐蝕環(huán)境的具體分類及不同涂層體系之間的配套性基本原則進(jìn)行了介紹。循環(huán)腐蝕試驗(yàn)顯示,早期的二涂層體系和三涂層體系耐腐蝕性能相似,當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行

6、到5周時(shí),三涂層體系開(kāi)始出現(xiàn)明顯腐蝕,而二涂層體系良好,在試驗(yàn)12周時(shí)三涂層已出現(xiàn)大量起泡、開(kāi)裂、脫落等,單邊擴(kuò)蝕達(dá)到2mm。鹽霧試驗(yàn)2500h時(shí),三涂層體系漆膜出現(xiàn)明顯的脫落和破壞,而二涂層體系漆膜狀態(tài)良好。對(duì)循環(huán)試驗(yàn)后的漆膜作附著力檢測(cè)顯示,無(wú)論是體系A(chǔ),還是體系B,試驗(yàn)后的附著力均大于5MPa,且衰減幅度均小于規(guī)定的50%,但聚硅氧烷體系明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的聚氨酯涂裝體系。綜合以上試驗(yàn)得出結(jié)論:以涂膜鍍鋅為底漆聚硅氧烷為面漆的二涂層涂裝