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防腐蚀聚氨酯在磁浮轨道及桥梁工程中的应用
发布时间: 2013-07-23   来源:匿名网友投稿  转载自:拜耳材料科技 

1.聚氨酯技术在亚太地区的发展趋势

自20世纪30年代Otto Bayer 发明聚氨酯技术,聚氨酯的工业应用和技术发展已取得长足进步。中国基础产业的蓬勃发展为聚氨酯产品创造了巨大的市场需求,上海和长江三角洲地区拥有丰富的资源和健全的基础设施,市场潜力巨大。

在工程应用中,聚氨酯技术已成功应用于磁悬浮轨道、桥梁、机场及工厂等建设中,在防护涂料的应用上,单组份潮气固化型聚氨酯和聚天门氡氨酸酯聚脲技术得到重点推广,这些技术在欧美钢结构重防腐领域已得到广泛而成功的应用,主要应用于桥梁、近海平台、体育场馆和隧道工程的建设。

2.防腐蚀双组份脂肪族聚氨酯

在防腐蚀涂料保护系统的配套设计中,双组份脂肪族聚氨酯因其具备优良的耐腐蚀和突出的耐侯性而被广泛应用于各大项目的设计中,经过数十年的工程实践检验,双组份脂肪族聚氨酯由于综合性能卓越、适应性强,工程使用效果非常成功。

对于双组份脂肪族重防腐聚氨酯,R通常为HDI或IPDI低聚体的相应基团,R’通常为丙烯酸或聚酯树脂相应基团,这类大分子中既有极性基团,R’又可含有柔性长链,还可能存在脲键、酰胺键等,可以在配方中根据需要调节其大分子结构设计,获得较广范围的防腐性能和较好的物理机械性能,在耐化学介质腐蚀、覆涂性能、附着力、硬度与弹性、耐磨性、抗渗透性等相互矛盾的各种性能中达到平衡,以适应复杂多变的工作场合和防腐要求,这是其他涂料所不具备的优势。另外,聚氨酯聚合物分子间存众多的环状氢键或无环氢键,在受到机械应力作用时,氢键分离可吸收能量(20-25KJ/mol),除去应力后氢键又可再生,减少了共价键断裂导致降解的可能性,因而聚氨酯可以同时具备耐腐蚀、耐侯、柔韧、可复涂等优良综合性能。

3. 防腐蚀聚氨酯在上海磁悬浮轨道工程中的应用

上海磁悬浮轨道全长33公里,总投资89亿人民币,设计最高时速超过500km/h,运行最高时速430km/h,是全世界唯一的商业运营磁悬浮轨道交通线。

防腐蚀脂肪族聚氨酯技术满足了上海磁悬浮工程轨道涂装保护特殊要求,这些要求是其他类型的防腐涂料无法同时完成的:

涂层柔韧性好,可缓冲强磁应力的冲击;

涂层可自修复性,抗震性好;

涂层可覆涂性能好,低温施工性好;

耐腐蚀,耐酸雨;

耐侯,涂层光泽、色泽稳定性好。

上海磁悬浮轨道主体钢结构采用了聚氨酯与热喷铝配套涂装保护工艺:

表面处理:喷砂处理达 SSPC-SP10 (等同于Sa 2.5级);

底层:金属热喷铝 180 μm;

封闭层:环氧薄涂层@ 20 μm DFT;

中涂层:环氧云铁中间层@ 60 μm DFT;

面涂层I:可覆涂双组份脂肪族丙烯酸聚氨酯@50μm DFT;

面涂层II:可覆涂双组份脂肪族丙烯酸聚氨酯@50μm DFT。

4. 防腐蚀双组份聚氨酯在桥梁涂装的应用

双组份脂肪族聚氨酯广泛应用于桥梁涂装保护已有几十年的历史,实践证明聚氨酯是目前桥梁保护应用中最稳定、最成功的体系,而且拜耳公司已成功开发了单组份潮气固化型聚氨酯和聚天门氡氨酸酯聚脲新技术,于二十世纪九十年代成功应用于欧美桥梁工程中。

卢浦大桥是世界上跨径最大的拱形桥(跨度达550米),是世界上首座采用箱型拱结构的特大型拱桥,主桥建造中融合了斜拉桥、拱桥、悬索桥等三种不同类型的桥梁施工工艺,整座主桥在建造中的施工用钢量达1.1万多吨,是目前世界上单座拱桥建造中用钢量最大的。

卢浦大桥主体钢结构采用了聚氨酯涂装保护工艺,其涂装设计为:

表面处理:喷砂处理达 SSPC-SP10 (等同于Sa 2.5级)

底涂层:环氧富锌 @80μm DFT

中涂层:环氧云铁中间层@120μm DFT

面涂层I:可覆涂双组份脂肪族丙烯酸聚氨酯@40μm DFT

面涂层II:可覆涂双组份脂肪族丙烯酸聚氨酯@40μm DFT

卢浦大桥整体设计获得2004年国际桥梁设计创新奖。

5. 结束语

涂料系统已经广泛应用于桥梁、体育场馆、船舶、工厂等各项工程保护,涂料系统的设计使用年限及涂料实际服务寿命是工程业主、项目设计师、涂料供应商和涂料原材料供应商都颇为关注的问题;尤其对于近年刚刚投入使用的某种有机-无机复合新涂料,在缺乏耐候性及耐蚀性实际数据支持的情况下,如何科学、准确地评价其使用年限设计的合理性,已是国内外的专家面临的一大挑战,为此国内有关单位有意于近期组织有SSPC、中国腐蚀与防护协会、欧美涂料业界及国内的有关专家参加的专题讨论会,并期望能引进欧美先进国家在涂料保护设计年限和质量保证体系等方面的科学理念,为我国重防腐涂料体系设计的科学化、规范化、合理化奠定基础。

责任编辑: Ellen
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