200升軍用鋼桶防腐涂料的研制
文/李榮昌
一、前言
隨著我國工農業生產,尤其是石油化學工業的迅速發展,200升鋼桶的需要量與日具增。目前我國軍隊每年需要200升鋼桶約200萬只,用于制備這些桶的鋼材達5萬噸。
大量的油桶由于缺乏有效的防腐措施,被嚴重腐蝕,大大縮短了油桶的使用壽命,造成貯裝物的污染和經濟損失。
針對軍用油桶防腐的要求,我們認為油桶內外防腐采用有機涂料是比較適宜的,為此我們與某油漆廠涂料研究所共同研制了油桶內外用防腐涂料。
二、油桶內外用涂料的配制
1、油桶內用涂料
目前國內外用于石油燃料容器內部的有機涂料,主要是環氧涂料和聚氨醋涂料。由于聚氨醋涂料的生產不夠穩定,貯存期比較短,以及油桶生產是流水作業,要求涂料干燥快和施工方便,所以確定底面合一的環氧熱固化涂料作為油桶內用涂料。
根據所要求的技術指標,從涂料用基料、顏料、助劑和稀料的選擇,基料與顏料的配比,烘烤溫度與時間對涂層的影響入手,經過大量試驗,最后確定了以環氧酚醛為基料,磷酸鋅為主要顏料的油桶內用涂料配方。該涂料烘烤溫度為170~180℃,烘烤時間20分鐘。
2、油桶外用涂料
過去20升軍用油桶外部底漆一直使用醇酸鐵紅漆,面漆是醇酸軍綠漆。由于種種原因,漆膜時常發軟、起泡,甚至大面積脫落,耐候性較差,有些放置野外的油桶,一年多就嚴重粉化生銹。
針對油桶外部用漆存在的問題,底漆中加入適量環氧酷,以提高漆膜的附著力;面漆中加入適量氨基樹脂,以提高漆膜的硬度和抗水性。為了提高漆膜的耐間性,用云母氧化殊作為主要防銹顏料。
通過大量試驗確定了以云母氧化鐵為主要顏料,以醇酸氨基樹脂為基料的面漆及以氧化鐵紅為主要顏料,以醇酸環氧為基料的底漆。面漆烘烤溫度為115~120℃,烘烤時間為15~20分鐘,底漆烘烤溫度為105℃,烘烤時間為20分鐘。
三、涂料的施工
1、表面處理
鋼板的前處理有多種方法,根據制桶的實際情況,采用化學表面處理比較合適。化學表面處理在工業上已廣泛應用,有許多配方(如去油液、酸洗液、中和液和磷液化等)及工藝參數(如溫度、時間、濃度等)可選用。為了保證化學表面處理質量,我們認為最好采用如下工藝步驟:工件(桶底、桶身、桶蓋)→去油→水洗→酸洗→水洗→堿中和→水洗→磷化處理→水洗→烘干。
2、油桶涂裝工藝流程
原來的制桶工藝是:鋼板加工成桶底、桶身和桶蓋,然后卷邊組裝成桶,最后噴涂外部漆。今后生產涂漆桶要增加涂漆前的表面處理和桶內涂漆工藝,因而必須把原來制桶工藝改為:鋼板機械加工成桶底、桶身、桶蓋→表面處理→噴涂第一道內用漆→烘烤→噴涂第二道內用漆→烘烤→卷邊組裝成桶→噴涂外用底漆→烘烤→噴涂外用面漆→烘烤→關緊桶口。
四、涂漆桶的試用
1、涂漆桶的浸泡試驗
在涂漆桶中分別裝入即號車用汽油、95/130航空汽油、航空煤油、酒精,置于露天條件下。
一年后檢查,內部漆膜完好,沒有起泡、發軟和脫落等異常現象,并測定了70號車用汽油和95/130航空汽油的膠質含量,見表1。
表1
膠質含量 |
計算膠質值
(mg/100ml) |
實際膠質值
(mg/100ml) |
70號車用汽油 |
普通桶 |
1.4 |
0 |
涂漆桶 |
0.6 |
0 |
95/130航空汽油 |
普通桶 |
2.8 |
2.8 |
涂漆桶 |
2.0 |
0 |
注:(1)試驗用油的膠質含量都是0;(2)計算值不大于2,按規定實際膠質值都應為0。
從表l可以看出,涂層對油料質量無不良影響。
2、涂漆桶試用情況
把試制的2000多個涂漆桶分別發往西雙版納(濕熱區)、海南島(濕熱鹽霧區)、齊齊哈爾(寒冷區)有關部隊實地周轉使用。
一年后檢查,發現絕大多數涂漆桶內部涂層完好無損,個別桶受到嚴重碰撞變形處涂層破裂。外部涂層在使用中脫落也比原來減少,尤其是露天存放,抗銹蝕性明顯提高。
3、關于涂漆桶清洗問題
過去油桶臟污或換裝油品時,都要進行一次清洗,大多采用酸洗,部分采用鏈條或洗桶機清洗。今后這兩種方法對涂漆桶都不宜使用,否則內部徐層可能受到破壞。實際上,油桶內部涂裝防腐層后,桶的內表面光潔,換裝油品時,只要用水或者清洗液沖洗干燥后即可裝油。
經鑒定認為,油桶內外用防腐涂料的性能達到原定技術指標。內部涂料具有良好的物理機械性和耐油耐水、耐老化、耐鹽霧和耐濕熱性能,綜合性能達到國內同類產品的先進水平;外用涂料的綜合性能大幅度提高;涂料施工工藝合理,可作為油箱、100升桶等小型油料容器的內外用涂料。
(作者單位:某總后勤部油料研究所)