4．4 粉末涂料及塑料涂覆层
粉末涂料是由树脂、颜料及固体填料、助剂组成的不含有挥发溶剂的固体粉末。涂装时根据树脂品种、工件状况、施工条件的不同，可选用喷涂、浸涂、沸腾床浸涂、静电喷涂等方法使粉末吸附于金属表面，再通过一定温度加热熔融，将呈颗粒状堆积的树脂熔融(热固性树脂将进行交联反应)，冷却后转变为致密完整的塑料涂覆层。采用火焰熔射法可将粉末直接转变成塑料涂覆层，使不宜放入烘炉的大型物件也能获得塑料涂覆层保护，可进行现场施工。粉末涂料具有如下特点：
①不含有溶剂，因此无污染，无溶剂挥发的资源浪费。
②喷溢的粉末可回收再用，涂料利用率可达95％以上。
③由于所用树脂的相对分子质量较大，故涂膜的耐蚀、抗渗、耐久性及物理机械性能要比同类溶剂型涂料提高很多。
④涂装时，涂膜厚度可以控制，一次涂装可达到30～500um，提高生产效率；并容易实现自动化流水线生产。
⑤对工件复杂结构部分涂料覆盖性能好。
粉末涂料的不足之处在于：难以得到30um以下的薄涂膜；粉末飞扬，浓度过大，有粉末爆炸的危险性；特殊的涂装设备，加热烘烤带来不便。
从施工涂装角度来考虑，粉末涂料用树脂应满足以下要求：
①熔融温度、分解温度和交联固化温度之差应大，确保涂膜的流平性。
②树脂易制成粉末；贮存稳定性好；熔融粘度低。
③在采用静电喷涂的粉末涂装，粉末的电阻值应适当。
④具有良好的漆膜性能、耐蚀性能。
根据成膜物的性质不同，粉末涂料分为两大类：
表5—15几种常用防腐保护塑料涂覆层的种类及特性
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名 称
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特性及用途
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氟塑料
涂覆层
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聚四氟乙烯
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化学稳定性高，耐腐蚀极好，表面能低，附着力差，涂覆困难
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聚三氟乙烯
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耐酸、碱、盐、有机溶剂，强度、韧性、附着力良好，涂覆耐酸搪瓷釜等，使用温度一70～130℃
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聚全氟乙丙烯
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耐腐蚀性与聚四氟乙烯相当，耐热，可在200℃下长期使用，耐r{2s04，HN03，涂装阀门、泵叶轮、管件等，价格贵，施工较麻烦
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聚偏氟乙烯
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基本同于聚全氟乙丙烯
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氟化聚醚涂覆层
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耐热、耐腐蚀，能在120。C下长期使用，附着力好，强度高，可用沸腾床涂覆，火焰喷涂法施工，涂装各种预热工件和小型工件
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聚乙烯塑料涂覆层
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化学稳定，耐水、电性能好，透气性小，但抗冲击性、伸长率较低，可在60～80℃长期使用；可用火焰喷涂、静电喷涂、沸腾床施工
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聚苯硫醚涂覆层
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介于热固性和热塑性之间，耐热可在250。C长期使用，于170。C以下耐溶剂，但不耐98％H2S04及苯胺，附着力强，应用同聚三氟乙烯
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尼龙涂覆层
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耐腐蚀、耐磨、机械性好
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热固性粉末涂料成膜物为热固性树脂，配方中常含有固化剂，在一定温度下会发生交联反应而固化成不溶、不熔的坚韧、牢固的保护涂层，其主要品种有环氧、聚酯、聚酯一环氧、丙烯酸、丙烯酸一聚酯等。在我国，环氧粉末涂料是应用最为广泛的防腐蚀粉末涂料品种，现已大量使用在不同口径输油、气管道的内外壁、液化气钢瓶、汽车零部件、化工设备等的防腐保护。
热塑性粉末涂料 成膜物为热塑性树脂，常作为装饰性涂料，用于家用电器等。在防腐保护方面的特殊意义是：使某些具有高耐蚀、高屏蔽作用，但不能为溶剂所溶解的树脂(如聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等)及其他高耐蚀工程塑料(如聚酰胺、氯化聚醚、聚酯、聚苯硫醚等)均可作为粉末涂料用于重防腐蚀涂装。表5—15列出几种常用防腐保护塑料涂覆层的类型及特性。
工程塑料涂覆层的广泛应用，解决了耐酸搪瓷、不锈钢等材料很难解决的腐蚀问题，如在磷肥生产中，磷酸及磷化物的腐蚀极强，半年后搪瓷设备大面积出现崩裂现象，而同时使用聚三氟乙烯涂覆层保护的设备完好无损。今后，塑料涂覆层在石油化工防腐应用中会越来越为广泛。
4．5
聚脲弹性体重防腐涂层
聚脲弹性体涂层是近年来新兴起的无溶剂新型重防腐蚀涂料，它的快速固化性能、耐蚀性能使采用喷涂工艺得到防腐橡胶衬里厚度的覆盖层，是涂装技术与防腐蚀衬里技术融合的又一典范。
与聚氨酯相比，聚脲弹性体涂层具有以下优点：
①固化速度快。在垂直面不会产生流挂，交联速度在2～5s、6～9s可以达到不粘手的程度，30s就可以行走，30min即可以投入使用。
②聚脲弹性体涂层由于固化速度相当快，要求使用特殊的双组分加热喷涂设备，即：双组分在喷枪内强烈混合及喷出，具有特殊的供料系统和一加热元(可加热到77℃)(生产这些喷涂设备的厂家有Graco，Gusmer，Binks等)。
③对湿度、温度不敏感，因为反应速度比水快得多，在实际施工时不受环境湿度的影响；可在-40℃下成膜。
④双组分涂料，单道涂层系统，喷涂一次就可以达到相当厚的涂层(2mm以上)．最厚可达到1．5mm，由于弹性及强度，涂膜不会开裂；由于快速固化，不会流挂。因此，通过涂装方式得到了较厚的橡胶覆盖层，可代替防腐蚀橡胶衬里来应用。
⑤100％固体含量，不含溶剂，零VOC，有利环保；
⑥耐候性、耐冷热交替性好，耐热性能好，热稳定性达到177℃；且耐水、耐腐蚀性能好，在甲醇这种苛性溶剂中也只有轻微的溶胀(<48h)，对于机油、柴油等的浸泡，表面只有轻微变色，而硬度不变。
⑦突出的物理机械性能。拉伸强度14～21MPa，拉伸率240％～520％之间。通过配方调整，可得到从软到硬的各种聚合体涂层(其硬度可从邵氏A30调节到D65)。耐磨、抗冲击性能突出，对金属、混凝土有优良附着力；但表面处理要求极为严格，钢材表面必须进行彻底的喷砂处理，处理后必须马上涂装。
⑧与颜填料的相容性好，可以进行颜色的调节。在喷涂过程中可以加入玻璃纤维进行增强。
聚脲弹性体涂料可用于船舶的甲板涂层，化工厂设备保护涂层，水下防水耐磨保护衬里、柔性抗冲击涂层等。
4．6 特殊类型重防腐涂料简介
伴随着新型材料的发展，以及对重防腐保护性能要求的不断提高，在不同使用环境下的高性能新型重防腐蚀涂料层出不穷，种类较多。较为典型的有：新型有机一无机聚合物重防腐蚀涂料、环氧砂浆重防腐蚀涂料。
4．6．1 新型有机一无机聚合物重防腐蚀涂料
有机涂层一般具有成膜性好、附着力强、屏蔽效果好、耐蚀性好、品种多样等优点，但又有耐温性差、易燃烧、耐有机试剂能力有限等缺点。无机涂层一般具有耐候、耐污染、硬度高、耐擦洗、不燃烧、不污染环境等优点，但是也表现出柔性、装饰性及施工性较差等缺点。而有机一无机聚合物涂层则是在有机一无机分子之间形成化学键的一类新型材料。这类涂层由于无机一有机分子之间形成了稳定的化学键，因此，不仅综合了有机物及无机物的优点，同时也较大程度地弥补了两者的缺点，具有突出的耐蚀性。涂层既具备有机涂层较好的抗渗性、耐蚀性、柔韧性等特点，又具有无机涂层优良的耐磨性、耐热性、耐蚀性等特点。除此之外还可以严格控制产物材料的成分，实行分子设计和剪裁，从而可以满足一些特殊要求。
例如：美国先进聚合物科学公司开发的Siloxirane涂料，为高度耐蚀、耐温的无机结构二氧化硅与有机环氧丙烷苯基醚相连接，生成环硅的五缩水甘油醚。其中环氧键还可在固化剂的作用下进行交联反应，形成高度交联密度的网络结构。该涂料专门用于各种重防腐蚀工程领域，如洗涤塔内衬、高温氯化炉的防衬层、管道外防腐、有机溶剂贮罐内衬等。其主要特性如下：
①低有机挥发物含量，高固组分(95．5％～99％)。
②涂覆厚度按品种和应用目的不同在0．15～15mm之间，一般为0．25～0．4mm。
③对施工表面要求不高，可在潮湿、有锈及轻度油脂的金属和混凝土表面施工。
④极好的耐蚀性，几乎耐各种腐蚀介质(苯、氢氟酸、浓硝酸、浓硫酸、烧碱液等)，这正是常用的几种高度耐蚀材料所不能解决的。
⑤高延伸率和高硬度相结合；延伸率常温下高于韧性较好的乙烯基酯树脂涂膜延伸率约2—3倍，是一般耐蚀涂膜硬度的1．5倍左右。
⑥突出的耐候性和抗渗性，良好的耐热性(-86～260℃)。
⑦优良的耐磨性及力学强度。
4．6．2 环氧砂浆防腐蚀涂料和SP—Guard涂料
环氧砂浆防腐蚀涂料是美国Ameron公司首创的产品，称为潮汐171型涂料(TideGuard)。它是在环氧树脂中加入专门填料、优质颜料及少量脂肪烃等制成的一种新型防腐蚀涂料。据称其耐久性相当于蒙乃尔合金，而且施工方便，价格便宜，主要用于在潮差段和浪溅区内钢结构物及混凝土的防护，在美国、日本、欧洲等获得了广泛应用。
SP—Guard涂料是以能和水起置换作用的环氧树脂为主要成分，配合填料等成分而制成的一种无溶剂环氧砂浆涂料。它适应于水下或海上现场涂装作业的需要，利用落潮时钢结构物露出水面的机会即可干燥，而且施工期短，费用少，耐久性好。目前这种涂料已用于海洋观测塔、海上泊地、钢管桩、栈桥、航标、海底管道等的防腐蚀涂装。
