鐵路支座產(chǎn)品防護(hù)涂層技術(shù)

　　鐵路支座產(chǎn)品防護(hù)涂層技術(shù)。中國涂料行業(yè)的各種涂料檢測標(biāo)準(zhǔn)分別采用國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行品質(zhì)控制，使得涂料具有優(yōu)異的防腐、保護(hù)、裝飾、標(biāo)志和其他特殊性能。對鐵路鋼橋涂裝技術(shù)產(chǎn)品中國鐵路總公司提出了自己的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)為：TB/T1527-2011《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝及涂料供貨技術(shù)條件》1，其中六套油漆方案要求涉及鐵路支座產(chǎn)品的表面涂層，對“特制環(huán)氧富鋅防銹底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆”復(fù)合層涂料的技術(shù)條件提出了各項(xiàng)的指標(biāo)要求，其中特制環(huán)氧富鋅防銹底漆的指標(biāo)比行標(biāo)HB/T3668-2009環(huán)氧富鋅底漆性能要求高很多。尤其表現(xiàn)在鋅粉含量、比重、粘度、耐鹽霧性等性能上，比行標(biāo)要求更高。成都有限公司專業(yè)生產(chǎn)鐵路鋼橋防腐涂料，自主研發(fā)設(shè)計(jì)的用于鐵路支座底、中、面復(fù)合層油漆，創(chuàng)中國國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平，并且已經(jīng)獲得了中國授權(quán)專利，專利號：CN 104140736 A2。

　　通過此文詳細(xì)介紹了此發(fā)明技術(shù)，技術(shù)包括了三種產(chǎn)品，特制環(huán)氧富鋅防銹底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆。通過反復(fù)測試，選取了其中15個具代表性的配方對整個試驗(yàn)過程進(jìn)行闡述。

　　特制環(huán)氧富鋅防銹底漆

　　環(huán)氧樹脂A、高純度鋅粉：500目高純度鋅粉、環(huán)保磷酸鋅：PZ20、有機(jī)膨潤土：HY-758、腰果酚改性聚酰胺樹脂：NC540、助劑A：1121、混合溶劑A：由甲苯、二甲苯、正丁醇、乙醇、丁酮、異丙醇、環(huán)已酮等選其中幾種按照一定的比例組合而成。

　　實(shí)驗(yàn)配方

　　特制環(huán)氧富鋅防銹底漆制備工藝

　　A組份制備工藝

　　采用混合溶劑A將有機(jī)膨潤土HY-758進(jìn)行活化;

　　將E44環(huán)氧樹脂加入生產(chǎn)缸中，加入已經(jīng)活化好的HY-758，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-15分鐘;

　　加入500目高純度鋅粉、PZ20，采用600-800轉(zhuǎn)/分分散30-40分鐘。

　　B組份制備工藝

　　將混合溶劑A加入生產(chǎn)缸中，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?

　　邊攪拌邊加入NC540環(huán)氧固化劑和1121助劑，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-15分鐘。

　　樣板制備

　　鋼板選擇：普通低碳薄鋼板為底材，尺寸為70mm*150mm*0.8-1.5mm;

　　底材處理：先采用溶劑將表面進(jìn)行清洗干凈，然后采用1000目砂紙進(jìn)行打磨處理，確保鋼材表面徹底清除干凈;

　　將A組份：B組份=10：1配比，適量加入去混合溶劑A兌稀后噴板，噴涂粘度一般控制在25-35S(T-4杯)，常規(guī)性能檢測板噴涂厚度控制在20-30μm，耐鹽霧性能測試板噴涂厚度控制在80-100μm;

　　常規(guī)性能檢測板，室溫條件下養(yǎng)護(hù)48小時后檢測;耐鹽霧性能板，室溫條件下養(yǎng)護(hù)7d后進(jìn)行性能測試。

　　性能測試

　　測試項(xiàng)目檢測方法：干燥時間依照GB/T1728、附著力依照GB/T5210、沖擊性依照GB/T1732、韌性依照GB/T1731、比重依據(jù)GB/T6750、粘度依據(jù)GB/T6753.3、耐中性鹽霧依照GB/T1771、漆膜中鐵元素含量依據(jù)GB/T4956、不流掛干膜厚度依照GB/T9264、干膜含屬鋅含量依據(jù)GB/T9793進(jìn)行測試，綜合性能與符合于TB/T1527-2011鐵路鋼橋保護(hù)涂裝標(biāo)準(zhǔn)的市場某油性產(chǎn)品A進(jìn)行對比。

　　特制環(huán)氧富鋅防銹底漆試驗(yàn)結(jié)果與市場某油性產(chǎn)品A性能對比

　　環(huán)氧云鐵中間漆

　　鐵路支座產(chǎn)品表面的環(huán)氧云鐵中間漆采用的是環(huán)氧樹脂與聚酰胺類固化劑為主體原料，拼合云母氧化鐵灰、絹云母、助劑制成。其樹脂與固化劑反應(yīng)機(jī)理與特制環(huán)氧富鋅防銹底漆基本一致。

　　原料

　　環(huán)氧樹脂：601、云母氧化鐵灰：600目云母氧化鐵灰、絹云母：A4、聚乙烯蠟：201P、有機(jī)膨潤土：HY-758、鋁銀漿：P21N、分散劑：904S、流平劑：EFKA3778、消泡劑：6800、酚醛改性胺環(huán)氧樹脂固化劑：NX-2105、助劑C：K54、混合溶劑A。

　　環(huán)氧云鐵中間漆制備工藝

　　C組份制備工藝

　　采用混合溶劑A將有機(jī)膨潤土進(jìn)行活化;

　　將601環(huán)氧樹脂加入生產(chǎn)缸中，加入已經(jīng)活化好的有機(jī)膨潤土、聚乙烯蠟、助劑B，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-15分鐘;

　　慢慢加入云母氧化鐵灰、絹云母，采用600-800轉(zhuǎn)/分分散30-40分鐘。

　　試驗(yàn)配方

　　加入已經(jīng)采用混合溶劑A充分潤濕好的鋁銀漿，攪拌10-15分鐘即可。

　　D組份制備工藝

　　將混合溶劑A加入生產(chǎn)缸中，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?

　　邊攪拌邊加入環(huán)氧固化劑和助劑C，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-15分鐘。

　　樣板制備

　　鋼板選擇：普通低碳薄鋼板為底材，尺寸為70mm*150mm*0.8-1.5mm;

　　底材處理：先采用溶劑將表面進(jìn)行清洗干凈，然后采用1000目砂紙進(jìn)行打磨處理，確保鋼材表面徹底清除干凈;

　　將C組份：D組份=6：1配比，適量加入混合溶劑A兌稀后噴板，噴涂粘度一般控制在25-35S(T-4杯)，常規(guī)性能檢測板噴涂厚度控制在20-30μm，同時噴涂于已經(jīng)噴涂有實(shí)施例1-實(shí)施例5的特制環(huán)氧富鋅防銹底漆上，其總厚度控制在120-140μm;

　　常規(guī)性能檢測板，室溫條件下養(yǎng)護(hù)48小時后檢測。

　　性能測試

　　測試項(xiàng)目檢測方法：干燥時間依照GB/T1728、附著力依照GB/T5210、沖擊性依照GB/T1732、韌性依照GB/T6742、粘度依據(jù)GB/T6753.3、固體含量測試依據(jù)GB/T1725、，沉降程度依據(jù)GB/T6753.3，綜合性能與符合于TB/T1527-2011鐵路鋼橋保護(hù)涂裝標(biāo)準(zhǔn)的市場某油性產(chǎn)品B進(jìn)行對比。

　　灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆

　　灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆是采用羥基丙烯酸聚氨酯為主體原料，按照OH/NCO=1：1.2-1.5的設(shè)計(jì)原料進(jìn)行固化，E組份中添加耐曬顏料、填料、助劑拼合制作成灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆，F(xiàn)組份由異氰酸酯組成。其反應(yīng)原理4：

　　原料

　　70%羥基丙烯酸樹脂：FS-3070、60%羥基丙烯酸樹脂：AC1016、金紅石鈦白粉：R-706、碳黑：6#碳黑、中黃：4000、酞青藍(lán)：1521BNCF、聚酰胺蠟：6900-20、氣相二氧化硅：R-972、分散劑：4015、流平劑：EFKA3777、消泡劑：5500、催干劑：T-12、紫外光吸收劑：UV-9、納米硫酸鋇：BS80、異氰酸脂固化劑：N-3390、脫水劑：OF、吸水劑：TI、混合溶劑B：由甲苯、二甲苯、丁酮、環(huán)已酮、CAC、MIBK、DIBK、DBE、MPA、醋酸乙脂、醋酸丁脂等選其中幾種按照一定的比例組合而成。

　　灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆制備工藝

　　E組份制備工藝

　　將70%固含羥基丙烯酸樹脂加入生產(chǎn)缸中，采用400-600轉(zhuǎn)/分邊攪拌邊加入分散劑、消泡劑、聚酰胺蠟、氣相二氧化硅、紫外光吸收劑，攪拌10-15分鐘;

　　再加入顏料及混合溶劑B，采用600-800轉(zhuǎn)/分分散30-40分鐘，再采用臥式砂磨機(jī)研磨至細(xì)度為20μm;

　　再加入60%固含羥基丙烯酸樹脂、流平劑、納米硫酸鋇，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘即可。

　　F組份制備工藝

　　將助劑D加入混合溶劑B中，靜止24小時后再加入異氰酸脂固化劑，采用400-600轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5-20分鐘即可。

　　灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆性能樣板制備

　　鋼板選擇：普通低碳薄鋼板為底材，尺寸為70mm*150mm*0.8-1.5mm;

　　底材處理：先采用溶劑將表面進(jìn)行清洗干凈，然后采用1000#砂紙進(jìn)行打磨處理，確保鋼材表面徹底清除干凈;

　　將E組份：F組份=5：1(重量比)進(jìn)行調(diào)配，加入適量的混合溶劑B將噴涂粘度調(diào)整至20-30S(T-4杯);

　　采用噴涂的方式噴涂復(fù)合層及耐化學(xué)性能測試干板，三涂層復(fù)合層的厚度控制在200-220μm，耐化學(xué)性能測試與耐人工老化加速測試干板漆膜厚度控制在60-80μm，室溫條件下養(yǎng)護(hù)7d后進(jìn)行型式檢驗(yàn);

　　物理性能測試板，采用馬口鐵片噴涂的方式制板，漆膜厚度控制在20-30微米，室溫條件下養(yǎng)護(hù)2d后進(jìn)行測試。

　　性能測試

　　測試項(xiàng)目檢測方法：干燥時間依照GB/T1728、附著力依照GB/T5210、沖擊性依照GB/T1732、韌性依照GB/T6742、粘度依據(jù)GB/T6753.3、固體含量測試依據(jù)GB/T1725、光澤依據(jù)GB/T1743、耐候性能樣板制備方法依據(jù)GB/T1765、人工老化加速測試依據(jù)GB/T1865、耐化學(xué)性能依據(jù)GB/T9274、綜合性能與符合于TB/T 1527-2011鐵路鋼橋保護(hù)涂裝標(biāo)準(zhǔn)的市場某油性產(chǎn)品C進(jìn)行對比。

　　配方設(shè)計(jì)分析

　　此專利產(chǎn)品所提供的特制環(huán)氧富鋅防銹底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆各項(xiàng)指標(biāo)均滿足于TB/T1527-2011鐵路鋼橋涂料技術(shù)條件，能廣泛應(yīng)用于鐵路支座產(chǎn)品表面的防護(hù);

　　特制環(huán)氧富鋅防銹底漆采用E44環(huán)氧樹脂與改性環(huán)氧固化劑，拼合高純度鋅粉、緩蝕劑以及環(huán)保磷酸鋅、耐鹽霧助劑而設(shè)計(jì)，使得其具有佳防腐性能，耐鹽霧性能超過3000小時。

　　檢測結(jié)果

　　灰色丙烯酸聚氨酯面漆采用兩支各具有特色的羥基丙烯酸聚氨酯樹脂進(jìn)行搭配，拼合納米級硫酸鋇、耐曬顏料、助劑而設(shè)計(jì)，具有非常優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐候性的同時，結(jié)合特制環(huán)氧富鋅防銹底漆與環(huán)氧云鐵中間漆制備的三涂層復(fù)合層，耐鹽霧性能達(dá)到8000小時，耐候性能超過1500小時;

　　此專利所提供的底漆、中間漆、面漆各項(xiàng)指示同時滿足于JT/T722-2008公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件的要求，能廣泛應(yīng)用于公路橋梁配套產(chǎn)品表面的涂裝。

　　結(jié)果討論

　　通過反復(fù)試驗(yàn)求證，此次例出的實(shí)施1-實(shí)施15完全具有代表性的配方，通過精心設(shè)計(jì)后，使得其具有非常優(yōu)異的防腐性能、耐化學(xué)性能以及耐人工老化性能;

　　此產(chǎn)品具有國內(nèi)前沿涂料技術(shù)，于2014年3月23日向國家專利局申請專利保護(hù)，于2016年2月授權(quán)，其專利號為：CN 104140736 A。

　　結(jié)論

　　主要介紹了一組應(yīng)用于鐵路支座產(chǎn)品表面防護(hù)的復(fù)合涂層，包括了特制環(huán)氧富鋅防銹底漆、環(huán)氧云鐵中間漆以及灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆，使得漆膜具有非常優(yōu)異的施工性、防腐性能、耐化學(xué)性能以及耐候性能，廣泛應(yīng)用于鐵路橋梁配套產(chǎn)品表面的涂裝，具有非常優(yōu)異的裝飾效果、防護(hù)效果。通過試驗(yàn)研究，取得了非常優(yōu)異的成果，獲得了國家授權(quán)專利，此技術(shù)代表著國內(nèi)應(yīng)用于鐵路支座行業(yè)前沿的技術(shù)。此專利涉及的三個產(chǎn)品已經(jīng)完全“產(chǎn)業(yè)化”，到目前為止已經(jīng)創(chuàng)造銷售價(jià)值達(dá)5000萬，正在向政府申報(bào)科技成果轉(zhuǎn)化獎。