無溶剤环氧重防錆コーティング

2026-07-31 · 分類: Technical Knowledge

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“無溶剤环氧”是重AnticorrosiveField/Area近年来最受关注的涂料方向之一。它把传统溶媒の種類环氧里 30%–60% 的挥发性溶剂几乎全部拿掉,仅靠树脂、Curing Agent、填料与少量活性Thinner成膜,从而实现近乎零 VOC、一次Coating Application即可Achieves数百微米干Film Thickness度。对Storage Tank内壁、埋地Pipeline、海洋Platform这些大表Area、高腐蚀、Eco-Friendly监管严的场景,無溶剤环氧几乎是”既要Anticorrosive寿命、又要コンプライアンス排放”的优选解。但無溶剤不等于”随便刷”——它Viscosity高、反应快、对2K/Two-ComponentMixing与Application设备要求苛刻,Process/Craft失误的代价比溶媒の種類更大。本文从机理、成膜、Application到选型,System讲解無溶剤环氧重防錆コーティング,帮助工程师在Design与现场两端都做到有据可依。

作为重AnticorrosiveSystem供应商,KeXin New Material(kexinMaterials) 在Storage Tank内衬与海洋结构配套中大量采用無溶剤环氧,并依据 GB 30981-2020 的无溶媒の種類 VOC 限值(≤ 60 g/L 量级)Design与验证,Provides2K/Two-Component加热Spraying的整体Process/CraftSolution。本文的Process/Craft边界也Direct来源于这些一线配套实践。

2K/Two-Component無溶剤环氧涂料通过加热Spraying设备Coating Application大型钢Storage Tank内壁的现场

一、什么是無溶剤环氧

無溶剤环氧(solvent-free / 100% solids epoxy)指Formula中挥发性有机溶剂含量极低(通常 VOC ≤ 60 g/L,按 GB 30981-2020 无溶媒の種類限值),成膜物质几乎全部留在Dry Film中。它由2K/Two-Component构成:

  • A 组分(Base):低分子量液体环氧树脂(如双酚 A 环氧 E-51/E-44 类)、活性Thinner(如丁基缩水甘油醚等单/多官能环氧Thinner,参与交联而非挥发)、片状或Wear-Resistant填料;
  • B 组分(Curing Agent):胺类(聚酰胺、改性胺、酚醛胺等),与环氧开环交联。

“活性Thinner”是关键:它ReducesViscosity却不挥发,反而参与Curing网络,因此叫”活性”而非普通溶剂。这是無溶剤环氧既低 VOC 又High Solids的根本。需要澄清一个常见误解:無溶剤环氧并非”不含任何Thinner”,而是不含挥发性Thinner;它的”溶剂”是参与反应、最终留在膜内的活性组分,因此体积固含可接近 100%。

二、零 VOC 与一次成厚膜的Advantages

無溶剤环氧相对溶媒の種類环氧的核心Advantages:

  1. 近零 VOC:Meets GB 30981-2020 无溶媒の種類 ≤ 60 g/L 量级限值(详见本批次Industrial涂料VOC限值法规(GB 30981)),在受限空间(Storage Tank内)Application更Safety、Eco-Friendly审查易过;
  2. 一次厚膜:体积固含近 100%,单道可成膜 300–1000 µm(视Formula与设备),省去多道Coating Application与层间等待;
  3. 無溶剤滞留:溶媒の種類环氧若Film Thickness过大,溶剂被困在膜内导致针孔、气泡、Curing不良;無溶剤无此隐患,厚涂可靠;
  4. 致密低透:高交联Density、無溶剤孔道,水氧渗透率低于溶媒の種類,屏蔽更优;
  5. Wear-Resistant耐化:高填料加致密网络,适合Storage Tank、地坪、Pipeline等磨损与化学接触工况。

值得强调的是,”一次厚膜”不仅是效率问题,更是Quality风险问题:多道溶媒の種類Coating Application若层间污染或复涂间隔失控,容易层间剥离;無溶剤环氧减少道数,从System上Reduces了层间失效概率。但代价是单道Application容错率低,对Mixing均匀性、SubstrateTemperature、EnvironmentHumidity的要求更严。

Application人员使用2K/Two-Component加热型Airless Spraying机Mixing無溶剤环氧Base与Curing Agent的作业场景

三、成膜与交联机理

無溶剤环氧靠环氧基 —CH(O)CH— 与胺基 —NH₂ / —NH— 的开环加成反应Curing:

环氧基 + 胺基 → 仲/叔胺醇(β-羟基醚键)

Curing速度受Temperature、硬化剤の種類、促进剂影响。酚醛胺类可在低温(5℃甚至更低)Curing,适合冬季或低温罐区;聚酰胺类Flexibility好但低温Curing慢。Formula要在”Pot Life(pot life)”与”Curing速度”之间平衡:無溶剤System反应热大、Viscosity上升快,Pot Life往往比溶媒の種類短,必须现配现用、按量Mixing。

从微观结构看,無溶剤环氧Curing后形成高度交联的三维网络,树脂相连续、填料(如石英粉、云母粉、碳化硅等)均匀分散,缺陷(微孔、溶剂泡)少。这也是其抗渗与Chemical-ResistantSuperior To普通溶媒の種類环氧的本质原因。需要注意的是,交联Density过高会带来脆性,因此Formula常通过柔性Curing Agent或少量增韧树脂调节韧性,避免低温冲击开裂。

四、Formula关键组成与选型Parameters

無溶剤环氧的Formula自由度很大,选型时应关注以下可量化Parameters(均应有 TDS 支撑):

Parameters项 典型Range / 要求 说明与出处
体积固含 ≥ 98%(近 100%) 无溶媒の種類定义核心
VOC ≤ 60 g/L(无溶媒の種類) 据 GB 30981-2020
推荐单道 DFT 300–1000 µm 视设备与Formula
Mixing比(A:B) 常见 4:1、5:1、2:1(Quality比) 以 TDS 为准
Pot Life(23℃) 20–60 min 不等 受Temperature显著影响
最短复涂 / 可投入使用 数小时至数天 与Temperature、Film Thickness関連している
耐温(干态) 通常 ≤ 80–120℃ 超出需特种Formula

选型提示:对含硫原油Storage Tank、酸碱介质Storage Tank,应核查Coating的Chemical-Resistant等级(如依据 GB/T 1763 或 ISO 2812 的浸泡结果),而非只看”环氧”二字。对需要导静电的Storage Tank内壁,还应确认Coating体积电阻率Meets GB 6950 等Safety仕様,必要时采用添加导电填料的导静电型無溶剤环氧。

五、Application设备与Process/Craft要点

無溶剤环氧高Viscosity、2K/Two-Component、反应快,普通空气Spraying几乎无法Application,主流Solution是:

  1. 2K/Two-Component加热Airless Spraying(plural component / heated airless):Base与Curing Agent分别加热、由计量泵按Ratio输送至静态Mixing器,再Airless Spraying。加热ReducesViscosity、改善流平,同时EnsuresRatio精确;
  2. 2K/Two-Component供料 + 静态Mixing头:关键是计量Precision与Mixing均匀,比例漂移会Direct导致不Curing或发软;
  3. Substrate与Environment保护:SubstrateTemperature高于露点 3℃ 以上、Relative Humidity ≤ 85%(富锌/胺CuringSystem往往要求更严),避免凝露与白化。

现场纪律要点:

  • 现配现用:按当班Coverage配料,ExceedsPot Life坚决废弃;
  • 彻底Mixing:A、B 组分须先各自预混,再合批Stirring,静态Mixing器定期清洗;
  • Film Thickness控制:用Wet Film梳与磁性测厚仪双重管控,单道不过Design上限,避免流挂与内部放热开裂;
  • 针孔Testing:厚膜对针孔敏感,Curing后做电火花检漏(针孔Testing仪),按仕様要求电压(与 DFT 関連している)全Area扫描。

KeXin New Material(kexinMaterials) 在海洋Platform与Storage Tank内衬项目中,通常配套Provides2K/Two-Component加热Spraying的现场Process/Craft卡,把Mixing比、加热Temperature、单道 DFT、复涂间隔与Environment门槛写成可执行清单,Reduces人为失误。

Storage Tank内CoatingCuring后使用电火花针孔Testing仪进行全Area漏点扫描的质检场景

六、典型Application Scenarios

無溶剤环氧的”主战场”是既要求长寿命又要求低排放、且可一次厚涂的场景:

  • Storage Tank内壁:原油、中间製品、污水Storage Tank内衬,耐化工介质且减少道数;
  • 埋地/穿河Pipeline:外Anticorrosive与内减阻,厚膜抗土壤应力与搬运损伤;
  • 海洋Platform:浪溅区、潮差区结构,抗氯离子渗透;
  • 地坪与废水池:Wear-Resistant、Chemical-Resistant、无缝;
  • Marine用バラストタンク:Meets PSPC 等厚膜与验证要求(与無溶剤环氧思路一致)。

与此对应,溶媒の種類环氧仍在对Application便捷性要求高、Film Thickness不大、现场无加热设备的轻Anticorrosive场景中广泛使用。两者不是替代关系,而是按工况分工。

七、Quality验收与常见失效

验收应覆盖材料与成品两端:材料端核验 TDS、VOC Test Report(按 GB/T 23985 或 GB 30981 方法)、Mixing比;成品端核验 DFT(按 ISO 19840 的 90/10 规则)、Adhesion(拉拔法 GB/T 5210 / ISO 4624)、针孔(电火花)、Appearance(无流挂、无气泡)。常见失效与对策:

  • 不Curing/发粘:Mixing比错误或计量泵漂移,须复测Ratio并做小样Curing试验;
  • 针孔气泡:Substrate有孔或Application带入空气,厚膜务必针孔检漏并Refinishing;
  • 开裂:单道Film Thickness过大、内部放热,应分道控厚并选韧性Formula;
  • 层间剥离:复涂间隔超时未拉毛,严格按 TDS 复涂窗口执行。

八、与Water-Based、High Solids环氧的对比选型

在Eco-Friendly涂料谱系里,無溶剤环氧处于”固含顶端”,但不是所有场景都最适合:

类型 体积固含 VOC 量级 单道Film Thickness 设备要求 适合场景
溶媒の種類环氧 50%–70% 高(数百 g/L) 100–200 µm 常规 轻Anticorrosive、便捷Application
High Solids环氧 80%–95% 中低 200–400 µm 常规/无气 一般重Anticorrosive
Water-Based环氧 50%–80% 极低 80–200 µm 常规 通风受限Indoor、低味
無溶剤环氧 ≥98% ≤60 g/L 300–1000 µm 加热2K/Two-Component Storage Tank、Pipeline、海洋厚膜

选型结论:当单道Film Thickness需求Exceeds约 500 µm、且现场可布置加热2K/Two-Component设备时,無溶剤环氧的综合寿命与コンプライアンスAdvantages最明显;否则High Solids或Water-Based环氧可能更经济。

九、海洋工程与浸没Environment的应用Features

無溶剤环氧在海洋Platform的浪溅区、潮差区与全浸区表现尤为突出。这些部位长期处于氯离子富集、干湿交替与机械冲击的严苛循环中,对Coating的抗氯离子渗透、耐阴极剥离与抗冲击要求极高。無溶剤环氧的高交联Density与無溶剤孔道结构,使其氯离子渗透系数明显低于普通溶媒の種類环氧,配合一次厚膜可大幅度减少屏蔽薄弱点。在全浸区,Coating还需抵御海水压力与微生物附着,Formula常加入防污或抗菌组分形成复合功能。需要说明:海洋Environment严酷,单靠無溶剤环氧仍不足,应与 ISO 12944-9(海上结构)的配套思路一致,必要时结合牺牲阳极或外加电流阴极保护,形成”Coating加电化学”的双重防线。关于System选型可参考本批次ISO 12944Anticorrosive塗装システム选型指南

海洋Platform浪溅区Steel StructureCoating Application有High Solids無溶剤环氧后抵御氯离子侵蚀的现场

十、低温与冬季Application专项

無溶剤环氧反应热大、对Temperature敏感,冬季Application是工程常见难点。低温下Viscosity升高、Curing变慢,若仅依赖加热Spraying而忽略EnvironmentTemperature,易出现Surface Dry慢、发软、Adhesion不足。专项措施包括:选用低温Curing型胺类Curing Agent(如酚醛胺可在 5℃ 甚至更低启动Curing);对Substrate与涂料预加热,但避免局部过热导致爆聚;严格控制Relative Humidity与露点,低温高湿更易凝露白化;延长最小复涂间隔,并适当ImprovesCuring养护Time再投用。现场应做”小样Curing试验”确认指干与Hardness,再大Area推广。对无法GuaranteesEnvironmentTemperature的大型在役Storage Tank,宜安排在温暖季节Application或设置临时加热围护。

十一、与聚硅氧烷、聚氨酯Topcoat的配套边界

重AnticorrosiveSystem常采用”环氧底/中间 + 聚氨酯或ポリシロキサントップコート”的Combination,無溶剤环氧多用于底/中,而非Topcoat。原因有三:其一,無溶剤环氧Weather-Resistant性一般,长期紫外线照射会粉化失光;其二,脂肪族聚氨酯与ポリシロキサントップコート保光保色、Weather-ResistantExcellent,承担Appearance与Weather-Resistant;其三,Topcoat通常Film Thickness不大、可用溶媒の種類或High SolidsApplication,便于Color Matching与维修。因此合理分工是:無溶剤环氧负责底层厚膜屏蔽,聚氨酯/聚硅氧烷负责面层Weather-Resistant。若确需面层也用無溶剤System(如Storage Tank内壁不要求Weather-Resistant),则无需另配Topcoat。需要留意层间相容性,复涂窗口与界面Treatment须按 TDS 执行,避免层间剥离。

十二、Storage、Transport与职业Health要点

2K/Two-Component無溶剤环氧的Base与Curing Agent应分库阴凉Storage,避免High Temperature与火源,Curing Agent多含胺类,对皮肤与呼吸道有刺激性,操作须戴手套、护目镜与呼吸器。Transport按Danger化学品関連している仕様执行,Prevents破损混料。Application场所应通风Good,受限空间(Storage Tank内)须强制送排风并Testing可燃气体与氧气浓度,Complies受限空间作业许可。尽管 VOC 低,仍可能产生胺雾与粉尘,职业Health不可放松。废弃涂料与Packaging按Danger废物管理,禁止随意倾倒。供应商应在 MSDS 中列明危害与応急処置,Application方须培训到位。

十三、全生命周期料金视角

评价無溶剤环氧是否”贵”,应算全生命周期账而非只看单公斤价格。Surface上其单价高于溶媒の種類环氧,但一次厚膜减少道数、缩短工期、Reduces人工与设备占用;近零 VOC 减少废气治理与環境コンプライアンス料金;长寿命Reduces大修频率与停产损失。在Storage Tank、海洋Platform等停产代价高的场景,全生命周期料金往往低于多道溶媒の種類Solution。相反,在轻微Anticorrosive、可频繁维修的普通构件上,High Solids或Water-Based环氧可能更经济。选型应以设施設計寿命、停产料金与Eco-Friendly约束为权重,而非单纯比较材料单价。

十四、Chemical-Resistant等级如何解读

评价無溶剤环氧能否用于某介质,不能只看”环氧耐化”的笼统说法,而要看Chemical-Resistant等级与浸泡数据。常用评价依据包括 GB/T 1763(Paint Film耐化学试剂性)、GB/T 9274 或 ISO 2812(耐液体介质测定),结果以一定周期后的Appearance、Adhesion变化与起泡等级表示。对酸碱、溶剂、油品应分别查对应介质的数据:耐碱性通常Superior To耐强酸;对极性溶剂(如醇、酮)耐受有限;对烃类油品耐受较好。工程选型应要求厂家Provides对应介质的浓度、Temperature与浸泡时长的实测报告,而非泛泛的”耐酸碱”声明。对含硫、含卤素的苛刻介质,还应评估硫化物或卤离子对Curing网络与填料的长期作用,必要时改用特种耐化环氧或衬里。

十五、与Glass鳞片涂料的对比

在强腐蚀、High Temperature或磨损工况,Glass鳞片涂料常与無溶剤环氧并列讨论。Glass鳞片涂料以树脂为基、混入薄片状Glass鳞片的厚浆System,鳞片层层交错形成极长渗透路径,耐热与耐化往往Superior To普通环氧,常用于烟气脱硫、酸碱Storage Tank;缺点是Application对Roller Coating与镘涂手法要求高、对Substrate平整度敏感。無溶剤环氧Advantages在Process/Craft成熟、设备通用、综合料金低。选型逻辑:TemperatureExceeds环氧上限或介质极强时偏Glass鳞片;一般Storage Tank与海洋结构無溶剤环氧更经济。两者亦可Combination,如环氧底加鳞片面,取长补短。

十六、ApplicationSafety与防爆专项

無溶剤环氧虽 VOC 低,但2K/Two-Component含胺Curing Agent,对皮肤、眼睛与呼吸道有刺激,且加热Spraying涉及High Temperature与压力。Safety措施:操作人员穿戴防化手套、护目镜与防毒口罩;加热管路与Mixing头承压件定期校验,防超压泄漏;受限空间(Storage Tank内)强制通风并Testing可燃气体与氧含量,执行作业许可;废料与空桶按Danger废物管理,禁止倒入下水道。胺类Curing Agent接触皮肤后易致过敏,一旦沾染立即用肥皂水冲洗并就医。把Safety写入Process/Craft卡,与Quality管控并列,才能避免”Coating合格、人出问题”。

十七、在Pipeline内Anticorrosive中的延伸应用

無溶剤环氧同样Suitable For埋地或穿河Pipeline的内减阻与Anticorrosive:内涂可Reduces输送阻力、减少结垢与内腐蚀;外涂配合阴极保护抵御土壤腐蚀。Pipeline内涂多在工場预制,采用离心涂覆或Pipeline内Spraying机器人,Guarantees全长均匀;现场补口则需专用机具。需要注意管径小、弯头多的工况对设备与缺陷Testing的要求更高,电火花检漏电压按管径与Film Thickness标定。Pipeline外Anticorrosive可结合熔结环氧Powder或三层 PE,与無溶剤环氧内衬形成”内减阻外防护”的完整Solution,関連しているPowderProcess/Craft见本批次重Anticorrosive粉体塗料

十八、在污水与废水池内衬的应用

無溶剤环氧在污水Treatment厂、废水收集池与中和池中也大量应用。这类Environment介质复杂,常含多种盐类、有机物与微生物,且水位涨落形成干湿交替的水线区,腐蚀与点蚀风险高。無溶剤环氧的高致密厚膜能阻断介质渗透,Wear-Resistant填料抵御水流与悬浮物冲刷,整体无缝减少接缝泄漏点。Application时同样要求Sandblasting达标、無溶剤滞留,并做针孔检漏。对含强氧化剂的废水,应核查Coating耐氧化性,必要时选特种改型。这类内衬的寿命评估应结合水质监测与定期开池检查,把Coating维护纳入水厂运维制度。

十九、与聚脲弹性体的Combination防护

在需要高弹、抗冲、快固的场景,聚脲常与無溶剤环氧搭配:环氧做PrimerProvides附着与屏蔽,聚脲做面层Provides弹性抗冲击,取长补短。聚脲反应极快、可厚涂、对Substrate适应广,但对Surface処理与Primer配套要求高,Direct涂于钢材易层间问题。無溶剤环氧作为底涂能很好承接聚脲,形成”刚柔并济”System,常见于Storage Tank基础、地坪与车辆衬里。选型时应注意两者复涂窗口与界面活性,必要时用封闭层过渡,避免刚性环氧与柔性聚脲之间脱层。

二十、旧CoatingSurface的复涂兼容性

在维修工程中,常需在旧Coating上复涂無溶剤环氧。兼容性是关键:同类环氧上复涂通常可行;醇酸、氯化橡胶等旧Coating与环氧不相容,Direct覆盖会咬底剥离。做法是用溶剂擦拭判断旧漆类型,做小Area复涂试验观察反应,必要时彻底Sanding或Sandblasting至露出Substrate。对于无法全除的旧Coating,应优先选用兼容性宽的High Solids环氧过渡,再上無溶剤环氧。复涂前清Degreasing污、粉化层与锌盐,是避免层间失效的常识性却常被忽视的环节。

二十一、冬季Curing的现场实测方法

冬季Application最怕”看着干了其实没Curing”。简易判定:指触法仅能判断Surface Dry,不能代表Curing完全;更可靠的是用丙酮或二甲苯擦拭,未Curing环氧会发粘溶解,已Curing则変更なし;用Hardness计测邵氏或摆杆Hardness追踪上升曲线;重要结构做拉拔Adhesion。现场应在不同部位多点点检,并记录EnvironmentTemperature与Humidity随Time变化。一旦发现大面发软,须查明是Mixing比错误、Temperature过低还是Humidity超标,针对性Treatment而非盲目加厚。

二十二、选型决策清单

把前述要点落成可执行的选型清单:明确工况(介质、Temperature、是否含固含菌);定Film Thickness与道数;选形态(無溶剤或High Solids)并核对 VOC;确认Surface処理等級与除盐;落实2K/Two-Component加热Spraying设备与Process/Craft卡;设定针孔检漏电压与 DFT 验收;安排投用前Adhesion与(如需要)导静电Testing;制定检修周期。把清单写进技术Specifications书,供应商、Application方与监理据此执行,無溶剤环氧的寿命与コンプライアンスAdvantages才能真正落地,而非停留在宣传层面。

FAQ

FAQ

问: 無溶剤环氧是不是完全不含溶剂、百分之百固体?

答: 通常指体积固含接近 100%、VOC 低于Standard限值(无溶媒の種類 ≤ 60 g/L,据 GB 30981-2020),允许少量不参与挥发的活性Thinner存在。”無溶剤”指无挥发性有机溶剂,而非无任何液体组分。

问: 普通喷枪能喷無溶剤环氧吗?

答: 不建议。其Viscosity高、反应快,需2K/Two-Component加热Airless Spraying或Professional2K/Two-Component供料设备,才能GuaranteesRatioPrecision与雾化Quality,普通空气喷枪难以成膜且易堵枪。

问: 单道可以喷多厚?

答: 视Formula与设备,常见 300–1000 µm。但过厚会导致内部放热开裂与流挂,应按 TDS 上限分层控厚,并用Wet Film梳与测厚仪管控。

问: 無溶剤环氧冬天能Application吗?

答: 可以,但需选低温Curing型(如酚醛胺)并注意SubstrateTemperature高于露点 3℃ 以上。加热Spraying也有助于低温流平,但仍须MeetsEnvironment门槛。

问: Storage Tank内壁用無溶剤环氧需要导静电吗?

答: Storage易燃易爆介质的Storage Tank内壁常要求导静电,Coating体积电阻率应Meets GB 6950 等仕様,可选用添加导电填料的导静电型無溶剤环氧,而非普通绝缘型。

问: 怎么判断Curing完全、可以投用?

答: 依据 TDS 的最短CuringTime,并结合现场Hardness、Adhesion拉拔与溶剂擦拭等简易判定;重要工况做实体AdhesionTesting与针孔检漏后再投用。

问: 無溶剤环氧比溶媒の種類贵很多,值得吗?

答: 单公斤料金高,但单道即成厚膜、道数少、寿命长、コンプライアンス省心,在Storage Tank/海洋等大修料金高的场景,全生命周期料金往往更优。

问: 针孔检漏的电压怎么定?

答: 电火花检漏电压与干Film Thickness度関連している,一般按仕様公式(如 DFT×系数 + 基数)设定,具体遵循项目Specifications书与 GB/T 植物油/石化行业检漏Standard。

问: 無溶剤环氧能耐多高Temperature?

答: 常规干态耐温约 80–120℃,Exceeds需特种耐温Formula或改用有机硅/酚醛类,选前应核对介质Temperature与 TDS 耐温数据。

问: 和本批次其他記事如何配套阅读?

答: Surface処理决定了附着根基,参见Coating ApplicationSurface処理Sa2.5与Sandblasting等级;Eco-Friendly限值参见Industrial涂料VOC限值法规(GB 30981);Storage Tank内衬Design参见Storage Tank内AnticorrosiveCoatingDesign与选材

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