第４８卷第１２期 ２０１０年１２，ｒ】 上海涂料 ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＣＯＡＴＩＮＧＳ Ｖｏ１．４８Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ．２０１０ 制订环氧云铁中间漆产品行标的管见 周福根姜才兴张晓凌 （宁波高新区东升科技发展有限公司，３１５１０３） 摘 要：通过对当前各种规范、标准、企标涉及防腐涂层体系中间漆的技术指标对比，分析了３－ 程实践状况，提出制订环氧云铁中间漆行业标准需设置类型、技术指标项目、明确云铁含量等几点 建议。 关键词：环氧云铁中间漆；行业标准；制订 中图分类号：ＴＱ ３２５．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１６９６（２０１０）１２—００３７—０４ ０引言 环氧云铁涂料作为钢结构防护涂层已有百年历 史，１９世纪开始广泛用作桥梁钢结构长效防护涂层 耐紫外线好的特性，两者结合相得益彰，因此，德国、 英国、Ｅｔ本等１ 业发达国家早就将环氧云铁防腐涂料 作为长效、重防腐涂层体系的中问漆，既增强涂层的 防腐性和整体性，也延长了涂层体系的维修周期，节 约了投资。目前环氧云铁中间漆与环氧富锌底漆，氟 碳、聚硅氧烷、脂肪族聚氨酯长效耐候、耐久的面漆 体系的中间漆，至今已有成百上ｆ个大型 Ｉ 程案例， 并列入国内外多项规范和标准中。尽管我 能生产 该产品的企业上千家，估计年产销量６万ｔ以 ，但 产品的标准均为企标，因此制订行标刻不容缓。全国 涂料和颜料标准化委员会（２０１０）涂颜字第１２号“关 配套已成为全球特大型跨海（江）大桥防护的经典涂 层配套体系。涂装在日本兵库本四明石海峡大桥、常 盘桥、多多良大桥、莱岛海峡大桥上，寿命达２０年左 于涂料化工标准化制订¨ｌＪ 作的通知”，已列入环氧云 铁中间漆产品，笔者认为非常必要和及时，在此谈谈 自己的看法。 右；英国的新前进公路桥、土耳其博斯普鲁斯桥采用 云铁中间漆，寿命达１５年之久，涂层风彩依旧；我国 南浦大桥首次采用环氧富锌底漆和环氧云铁中间漆配 套。２０世纪末，尤其进入２１世纪，以２００７年为例，国 １环氧云铁涂料生产及产品标准现状 １．１历史沿革 家三大重点工程——奥运鸟巢、杭州湾跨海大桥、青 藏铁路线上桥梁均采用环氧云铁中间漆，至今几乎囊 括全国重大工程钢结构防护的所有涂层体系都元一例 国际上用云母氧化铁（以下简称云铁）制备涂料 的历史，可追溯至１８８９年法国巴黎埃菲尔（Ｅｉｆｆｅ１）铁 塔的涂装上，至今已有１２０多年，澳大利亚的悉尼港 大桥、英国伦敦Ｔｏｗｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ塔桥、Ｈｕｍｌｅｒ悬索桥、 德国Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ铁道，也均以云铁为防锈颜料配制的 涂料进行防护，超过百年之久 ］。我国最早由铁科院 研发的云铁防腐底漆和面漆用于武汉长江大桥、南 京长江大桥，至今也有４０年左右。 外地采用了环氧云铁中间漆。从广东虎门大桥、江阴 长江大桥到南京长江二桥、大胜关长江大桥、苏通长 江大桥，从重庆万州长江大桥、天兴洲长江大桥、郑 州黄河大桥到舟山连岛工程跨海大桥等不胜枚举。 １．２现行产品标准存在弊端 虽然，环氧云铁涂料（底漆、防腐漆）在我国已 应用４０年，普遍用于钢结构、混凝土结构的防护，但 其作为广泛应用的产品，尚无相关的行业标准。显 环氧树脂具有附着力强、收缩率小、配套性好、 耐化学性优的特点，而云铁具有抗渗性好、屏蔽性好、 【收稿日期］２０１０—０９—１０ 然，该产品的标准制订工作已滞后于市场需求。 现汇集了４个涉及中间漆的行业标准、规范和３ ３８ 上海涂料 第４８卷 个环氧云铁涂料的企业标准的技术指标，见表Ｉ，通 过对照，主要有３处瑕疵： 最低值≥３０ ｃｍ；附着力（划圈法），有的行标设置， 有的未作要求，企标中从１级到３级不等。 其三，环氧云铁涂料用途不一，如ＴＢ／Ｔ ２７７３用 于长效钢结构涂层体系的中问漆；有的用于混凝土 结构表面防护，相当一部分作为防锈底漆。 因此，在制订行标时，应考虑用户实际需求，仅 作为中间漆范围是否合适？值得商榷。 其一，检验项目不一致，且差异较大。ＪＴ／Ｔ ７２２ 标准的技术指标有６项，ＴＢＴ ２７７３有１４项，相差８项。 其二，同一项技术指标数值不一。如细度：最大 值≤９０ ｐｍ，最小值≤７０ ｍ；不挥发物含量：最大 值≥８０％，最小值≥６５％；耐冲击性，最高值≥５０ ｃ１ＴＩ， 表１环氧云铁中间漆技术指标汇总表 Ｔａｂｌｅ １ Ｓｕｍｍａ￣ｔａｂｌｅ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ＭＩＯ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐａｉｎｔ ２制订环氧云铁中间漆产品标准技术指标的 基本要求 ２．１环氧云铁中间漆在防护涂层体系中的功能和作用 耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、耐高温性（５００℃）和防 锈性，无毒性，在我国来源广、价低。它在涂层中与 环氧树脂结合后，其突出的功能和作用是： 其一，片状云铁均匀分布在涂层内，可有效阻挡 腐蚀介质对涂层的渗透，延缓介质对成膜物及被涂 基材（钢铁）的侵蚀，继而提高涂层的防腐性能。 云铁的化学成分是０【一Ｆｅ：Ｏ，，在云铁粉中含量达 ８５％～９０％，ｐＨ ６．７～７．５，其片状结构类似云母，厚度 仅几ｕｍ，而其薄片的直径从０～１００ ｐｍ，具有优异的 其二，由于片状云铁的作用，涂膜表面有较好的 第】２期 周福根，等：制订环氧云铁中间漆产品行标的管见 ３９ 粗糙度，有利于底涂层和面涂层的黏结，增强层问附 着力。上述经典钢结构防护涂层体系的层间附着力 ≥１０ ＭＰａ（ＧＢ／Ｔ ５２１０）。 其三，在合成树脂中，环氧树脂的收缩率较低 （０．３％），加人片状云铁，进一步降低涂层的收缩率。 其四，在长效重防腐涂层体系中，片状云铁最重 要的功能是抵御光线（紫外线）对涂层中合成树脂成 膜物的破坏。因为光线是直射或反射，一旦被云铁挡 住，只能反射或吸收。当今长效防护涂层体系为：富 锌底漆一环氧云铁中间漆一ＦＥＶＥ氟碳面漆，由于氟 （Ｆ）原子的高电负性（４．０），原子半径小（０．１３５ ｎｍ）， 仅次于氢原子，其与碳（Ｃ）原子形成的氟碳键（Ｆ—Ｃ） 在有机化合物共价键中的键能最大，达４８５ ｋＪ／ｏｔｏｌ， 而键距最短（０．１３１ ７ ｇｍ）。当Ｆ原子结合在ＦＥＶＥ树 脂分子中的碳碳（一Ｃ—Ｃ一）主链上，并与其他分子基 团（Ｃ—ＣＯＲ—ＣＲ 一Ｒ ＯＨ—Ｒ ＣＯＯＨ）成ＡＢＡＢ相问 ｝歹Ｕ， 氟原子包围碳碳（一Ｃ—Ｃ一）主链，形成螺旋状分子结构。 采用电子能谱研究发现，在涂膜固化过程中，氟原子 发生迁移而富集到涂膜表面，起到屏蔽保护一Ｃ—ｃ一键 的作用，使其免受紫外光和化学介质的破坏、侵蚀ｌ２］。 另外，由于紫外光的光能小于氟碳（Ｆ—Ｃ）共价键能， 因此紫外光照到ＦＥＶＥ涂层上，除少量被吸收外，９５％ 的紫外光透过ＦＥＶＥ氟碳面漆（６０～７０ ｕｍ）到达环氧云 铁中间涂层，经片状云铁的屏蔽和反射，保护或衰减 光对成膜物（环氧树脂）的破坏和老化，延缓涂层体 系的使用寿命。如果不用片状云铁或者减少涂层中 片状云铁的含量，环氧云铁中间漆的屏蔽功能下降， 势必加速紫外光和化学介质对整个涂层体系的破坏 作用。 实践表明：在环氧树脂底漆（不含片状云铁颜 料）上直接涂覆ＦＥＶＥ氟碳涂料，在室外条件下，不 到１年，底面涂层间即产生粉状物，层间附着力也大 幅下降。 ２．２技术指标中必须设立云铁含量项目 云铁的应用历史和屏蔽功能已充分证实云铁的 片状特点，作为颜料用于涂料生产，可明显提高涂层 的防腐性及耐久性。囚此，在制订环氧云铁中间漆产 品标准时，对云铁含量指标要明确，犹如富锌底漆产 品标准（ＨＧ／Ｔ ３６６８－－２００９）性能要求中，明确规定了 不挥发分中金属锌含量（％）必须控制，否则会降低 底漆的阴极保护功能。 原联邦德国铁路系统防腐涂料ＴＬ９１８００规定： 云母氧化铁涂料配方中（ＥＵＲＥＤＵＲ１ １５．４２３），云铁 占总配方量的质量百分数为５２％，云铁占颜料质量百 分数为８３．９％，黏度（涂一４杯）６０ Ｓ。我同铁科院研发 的云铁防腐涂料配方中，云铁的质量百分数为５６％。 由此可知，设立云铁含量的重要性。 由于云铁的片状结构，且含量达到５０％以上，对 诸如柔韧性、耐冲击性等有一定影响，但作为中间 漆，与底、面漆相比，显得次要，在满足防腐使用条 件下无碍。 在ＪＴ／Ｔ ６９５—２（）（】７标准中，ｍ一１、ｍ一２腐蚀条 件不一，但是涂层体系的配套产品一样，均为富锌底 漆一云铁中间漆一长效面漆（ＦＥＶＥ、ＰＵ、ＰＳｉＯＲ），区 别在于中问漆的厚度不同，如以Ⅲ一２中￥３０３与￥４０３ 为例，中间漆厚度分别为１２０ ｇｍ、ｌ５０ ｇｍ，如果不控 制中问漆中的云铁含量，或者说无云铁，则中问漆厚 度再增加也无济于事。近期研发的环氧富锌漆新产品， 用片状锌粉替代粉状锌粉，涂层的防腐性能大大提高， 富锌底漆中锌粉含量从目前的７０％下降到５０％，但防 锈效果相当，也说明片状颜料屏蔽功能的重要性。 当前重防腐蚀工程施工中，为追求施工进度，要 求中间漆一道喷涂厚度达１２０ ｇｍ，甚至１５０ ｇｍ，产 品的不挥发分≥８０％，甚至达９０％，产品的黏度≥ １００ ＫＵ，但施丁机具又达不到要求，为此，将云铁的 质量百分数下降到３０％，甚至更低，占颜料质量分数 仅４０％～５０％，片状颜料减少，其防腐性和耐久性也 随之削弱。 长效涂层体系设计中间层厚度１２０～１５０ ｇｍ，按 常规应喷２道（２ Ｘ ６０～８０ ｍ）成型。当前大部分涂 装工程采取一道成型，因此采用云铁含量低、厚浆型 （黏度≥１００ ＫＵ）、高固体分（≥８０％）的中间漆，以 提高施Ｔ速度，减少施工工时，但涂层的质量下降， 究其原因，尽管高同体分，但仍有溶剂，喷涂涂膜厚 度越大，不仅固化速度慢，固化程度降低，而且溶剂 逸出后，留下的孔隙、气孔，使涂层密实程度差，影 响涂层的质量。喷涂２道就可以避免上述弊病。 ２．３关于云铁中间漆的细度指标 云铁中问漆生产时，一旦加入云铁高速分散后， 云铁均匀分散在漆料中，因此涂料细度取决于云铁 海涂料 第４８卷 的细度。云铁太粗（细度≥１００ ｐｍ），则涂层太粗糙， 既影响施Ｔ平整度，又消耗过多面漆；而云铁太细 （细度≤５０ ｕｍ），则破坏片状结构，即丧失或减弱了其 屏蔽作用。因此，笔者认为云铁细度控制在≤９０ ｇｍ 为宜。 序号 表２环氧云铁中间漆技术指标设置 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｅｔｔｉｎｇ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ＭＩＯ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐａｉｎｔ 技术指标 谷菥‘ ｆ 状念 漆膜外观 细度 不挥发物含量 ３环氧云铁中间漆的类型、技术指标设置 干燥时间 适用期 ３．１类型设置 施 性 配套性 环氧云铁中间漆的优异特性，使对其需求越来 越大，根据Ｔ程使用寿命长短、防护材质、施Ｔ机 附着力 具、使用要求，笔者认为宜将其分为两类：Ｉ型为普 通型，黏度低（涂一４杯，５０～７０ Ｓ），固含量控制在≥ 耐帮陛 ５０％，既叮用作中间漆，也可用作防锈底漆、铝表面 封闭漆；１Ｉ型为厚浆型，固含量≥７５％，诸如柔韧性 ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ｍ ¨ ＂ 耐冲击性 耐酸性（１０％Ｈ ＳＯ ） 耐盐水性（３％ＮａＣ１） 要求可降低，但两类中间漆的云铁含量均要控制在 ≥５０％（质量百分数），以保证涂料的屏蔽功能。 ３．２技术指标的设置 贮存稳定性 环氧云铁中问漆，尤其是长效型涂层体系中的 中间漆在防腐蚀、耐久性方面起到重要作用，因此设 置的技术指标不宜太少，二厂程实践表明：需要的技 术指标计１５项，详见表２，具体指标值有待于标准制 订时商定。 不挥发物中云铁含量 协调和探讨。笔者根据自己的实践提出拙见，仅供 参考。 参考文献 ４结语 环氧云铁涂料是防腐涂料的主要品种之一，但 市售产品质量差异很大，产品标准制订非常重要， １ 李国莱，等．重防腐涂料［Ｍ］．北京：化学Ｚ－业出版社，１９９９ ５３－５５，６０－６２ ２姜才兴，周福根．ＦＥＶＥ氟碳涂料质量及其特性探讨［Ｊ］．中国涂料 ２００６（３）：１ ５ 也会遇到许多困难和难以统一的分歧，需试验论证、 ３虞兆年．防腐蚀涂料和涂装『Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９４ Ｏｐｉｎｉｏｎｓ ｏｎ Ｗｏｒｋｉｎｇ—ｏｕｔ ｏｆ Ｉ ｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ Ｅｐｏｘｙ Ｍ ＩＯ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｐａｉｎｔ ＺＨＯＵ Ｆｕ—ｇｅｎ，ＪＩＡＮＧ Ｃａｉ—ｘｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｌｉｎｇ （ｍｇｈ—ｔｅｃｈ．Ｚｏｎｅ，Ｎｉｎｇｂｏ Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，３１５１０３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐａｉｎｔ ｏｆ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ｔｙｐｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｆｏｒ ｗｏｒｋｉｎｇ－ｏｕｔ ｔｈｉｓ ｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｄｅｆｉｎｉｔｕｄｅ ｏｆ ＭＩＯ ｃｏｎｔｅｎｔ ｅｔｃ．ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｅｐｏｘｙ ＭＩＯ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｐａｉｎｔ；ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｓｔａｎｄａｒｄ；ｗｏｒｋｉｎｇ—ｏｕｔ
