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慧正資訊:本文介紹了粉末涂料國內標準的現狀、與液體涂料相比在標準上的差異性,強調了粉末涂料行業的發展離不開標準的發展;重點分析了國內生活飲用水輸配水設備用粉末涂料標準現狀和重防腐領域粉末涂料標準的現狀。
關鍵詞:粉末涂料;國家標準;行業標準;飲用水輸配水設備用粉末涂料標準;重防腐涂料標準
引言
截止至2018年的統計數據顯示:粉末涂料在整個涂料市場的占有率依舊不足10%,隨著國家政策和法規對VOCs管控力度的增加,“油轉水”“油轉粉”“高固含”成為幾大熱點話題。雖然粉末涂料與水性或者高固含油漆相比受到高溫烘烤和基材的限制,但是隨著粉末涂料的技術瓶頸的突破,其應用前景不容小覷。
隨著粉末涂料應用行業的增加以及市場領域的擴大,相應地對標準的需求隨之而來。而標準是引領和帶動整個行業發展的根本所在。粉末涂料行業協會、制造企業以及相關的上下游企業都有責任積極參或者引領粉末涂料相關標準的制定、建議中,共同為該行業的發展打造一個良好的環境和氛圍。也正如習主席所說:一流的企業做標準、二流的企業做品牌、三流的企業做產品。引領行業標準、作為行業標桿應該是每個優秀企業所追求的終極目標。
縱觀粉末涂料相關的國家標準
粉末涂料相較于油性涂料而言,發展歷史較短、市場占有率較低,在標準方面的發展也比較落后,相關的標準比較少。截止至目前,在國家標準中,粉末涂料直接相關的現行標準只有35個,其中國家標準20個,行業標準有13個,地方標準2個;行業標準具體有交通行業4個、化工行業7個、有色金屬和鐵路運輸各1個。然而實際上粉末涂料的應用領域比這要廣泛的多。也就是說,很多行業缺少了粉末涂料的標準要求。
近幾年,國家標準也相繼進行了一系列改革,其中國家標準委員會提出了“中國標準2035”,旨在改革、完善、優化中國標準,讓中國標準走在世界的前列。2017年4月中國材料與試驗團體標準委員會(CSTM)在北京成立,并相繼啟動了共享平臺,國家大力提倡團體標準的發展,將標準和市場需求緊密結合。2019年6月5日,中關村材料試驗技術聯盟發布了兩個關于粉末涂料的團體標準立項項目:《專業作業車用粉末涂料》和《粉末涂料中氟含量的測定 選擇離子電極法》。前者對于規范和提高專用作業車用粉末涂料的水準將有重要意義,后者將為制定氟碳粉末涂料的標準奠定基礎。
除了在專用作業車領域和超耐候的氟碳粉末涂料領域,粉末涂料還應用在重防腐、絕緣電子、絕緣母排、高反射建筑物、生活飲用水閥門配件、交通公路護欄、汽車零配件、新能源汽車、光伏發電、照明等行業。因為生活飲用水與民生息息相關,而在重防腐領域,粉末涂料有著很大的潛力,所以下面重點針對這兩個領域的標準情況進行介紹。
生活飲用水輸配水設備用粉末涂料標準現狀
國內與輸配水設備用防護涂料相關的標準可以參見表1。
輸配水領域,涂料屬于輸配水用的防護材料,衛健委在GB/T 17219-1998 《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》中,對防護材料的安全性能進行了規定,要求噴涂過的管件進行浸泡測試,浸泡過的水必須符合國家強制標準GB 5749-2006 《生活飲用水衛生標準》中的毒理性要求和水質要求。
在國內,每個省級的衛建委和質量監督局都有各自的“衛生行政許可監督管理辦法”以及“生活飲用水監督管理辦法”,與涂料相關的就是需要對防護材料生產企業進行現場審核,確保工廠的選址、使用的原材料、生產制造過程以及工人素質和健康條件等滿足要求。這在很大意義上的確是確保了飲用水的水質。
但是輸配水的管道和閥門等配件掩埋地下之后,實際的土壤環境下,僅僅一個安裝之前管件的浸泡毒理性測試不足以保證長時間的防腐蝕性能。對于涂層,必要的機械性能可以防止涂層經過碰撞時發生開裂、必要的防腐蝕性能可以讓管件在掩埋環境下對金屬持久的防護作用。并且對于涂料的防護性能還有很重要的一部分體現在噴涂施工上,如何確保正確的前處理、應用正確的施工條件將涂料施工在設備上并固化完全也是目前國內認證體系所缺失的。在不同行業領域中,涉及到輸配水方面基本都是有標準所依,但是標準的要求卻是參差不齊。
在水利工程行業,有一個比較重要的行業標準SL 105-2007 《水工金屬結構防腐蝕規范》,標準中對前處理和涂膜的表觀、厚度和附著力進行了規定,但沒有提及機械性能和耐腐蝕性能。該領域的多個地標DB13T/2802-1028《水利工程鑄鐵閘門技術規范》、DB32T/2334.3-2013《水利工程施工質量檢驗與評定規范 第3部分金屬結構與水利機械》等,以及國標GB/T 14173-2008 《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗收規范》在涉及涂層方面都引用參考了SL 105-2007里的要求。
在城市建設行業,兩個行業標準CJ/T 120-2016《給水涂塑復合鋼管》和CJ/T 216-2005 《給排水用軟密封閘閥》對鋼管和閘閥用涂料要求:滿足不影響水質、厚度、硬度、附著力、衛生性能。標準中也沒有提及機械性能和耐腐蝕性能。
在鋼鐵工業領域,GB/T34202-2017《球墨鑄鐵管、管件以及附件環氧涂層》對鑄鐵閥門配件用環氧涂料進行了厚度、電擊穿、MIBK擦拭、附著力、沖擊、壓痕、熱水浸泡、耐酸耐堿、耐磨、衛生性能要求,除了沒有提及耐腐蝕性能,其他都比較全面。
在石油天然氣行業,對涂層的要求是最嚴格的,并且內涂和外涂熔融燒結環氧粉末涂料分別做了規定:SY/T 0442-2010《鋼制管道熔結環氧粉末內防腐層技術標準》和 SY/T0315-2013《鋼質管道熔結環氧粉末外涂層技術規范》。標準中對粉末涂料以及涂層的性能都做了要求:以外涂層為例,粉末性能要求:固化時間、焦化時間、粒度、熱特性、密度、磁性物含量;涂層性能要求:外觀、熱特性、陰極剝離、抗彎曲、抗沖擊、粘結面與斷面孔隙率、耐刮傷、耐磨、電氣強度、提及電阻率、彎曲后涂層耐陰極剝離、耐化學腐蝕。可以說性能要求已經非常全面,可以作為生活飲用水領域用于提高涂層標準的重要參考標準,但是石油的運輸要求和危險等級高于水的運輸,實際的要求需要進行適當的調整。
但是由于國內鋼制管道還是以內外涂水泥砂漿加油漆的工藝為主,粉末涂料的應用還需要更多的嘗試和配套鑄造工藝的開發。目前粉末涂料的應用以閥門、連接件、儲水罐等鑄鐵件為主。
綜上所述,要想提高生活飲用水的質量,石油天然氣管道用的行業標準可以作為提高該領域涂料標準的重要參考,同時結合德國DVGW認證體系、美國NSF認證體系以及澳洲/新西蘭AS/NZS4020認證體系,在標準提高的同時,完善認證體系。
表1 國內輸配水設備用涂料相關標準一覽表
行業與領域 |
標準號與標準名稱 |
對涂料性能要求 |
衛生健康部門 |
GB 5749-2006 生活飲用水衛生標準 |
輸配水設備和防護材料參考GB/T 17219-1998 |
GB/T 17219-1998 生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準 |
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水利行業 |
SL 105-2007 《水工金屬結構防腐蝕規范》 |
表觀、膜厚、附著力 |
DB 13T/2802-1028《水利工程鑄鐵閘門技術規范》 |
參考SL 105-2007 |
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DB 32T/2334.3-2013《水利工程施工質量檢驗與評定規范 第3部分金屬結構與水利機械》 |
參考SL 105-2007 |
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GB/T 14173-2008 《水利水電工程鋼閘門制造、安裝及驗收規范》 |
參考SL 105-2007 |
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城建行業 |
城建行業標準CJ/T 120-2016《給水涂塑復合鋼管》 |
不影響水質、厚度、硬度、附著力、衛生要求(參考GB/T 17219) |
城建行業標準CJ/T 216-2005 《給排水用軟密封閘閥》 |
不影響水質、厚度、硬度、附著力、衛生要求(參考GB/T 17219) |
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鋼鐵工業領域 |
GB/T 34202-2017《球墨鑄鐵管、管件以及附件環氧涂層》 |
厚度、電擊穿、MIBK擦拭、附著力、沖擊、壓痕、熱水浸泡、耐酸耐堿、耐磨、衛生性能 |
石油天然氣 |
SY/T 0315-2013《鋼質管道熔結環氧粉末外涂層技術規范》 |
粉末性能要求:固化時間、焦化時間、粒度、熱特性、密度、磁性物含量 涂層性能要求:外觀、熱特性、陰極剝離、抗彎曲、抗沖擊、粘結面與斷面孔隙率、耐刮傷、耐磨、電氣強度、提及電阻率、彎曲后涂層耐陰極剝離、耐化學腐蝕 |
SY/T 0442-2010《鋼制管道熔結環氧粉末內防腐層技術標準》 |
粉末性能要求:固化時間、焦化時間、粒度、熱特性、密度、磁性物含量 涂層性能要求:外觀、熱特性、陰極剝離、耐鹽霧、抗彎曲、抗沖擊、粘結面與斷面孔隙率、耐刮傷、耐磨、電氣強度、提及電阻率、彎曲后涂層耐陰極剝離、耐化學腐蝕、耐高溫高壓 |
重防腐領域粉末涂料標準的現狀
依照ISO12944-2,大氣環境分為C1/C2/C3/C4/C5-I/C5-M不同等級,隨著粉末涂料技術的發展,在C3到C5-I的環境下,鋼結構上粉末涂料替代油漆存在很多潛在機會。該領域與防腐涂料相關的標準請參見表2。該表中一共列出了37個比較相關的標準,涉及在石油化工、鋼鐵、交通、石油天然氣、能源、建筑等行業,其中直接與粉末涂料相關的只有9個,分別是:GB/T 18593-2010 《熔融結合環氧粉末涂料的防腐蝕涂裝》、GB/T 34202-2017 《球墨鑄鐵管、管件及附件 環氧涂層(重防腐)》、HG/T 5366-2018 《鋼筋防腐用粉末涂料》、SY/T 0061-2004 《埋地鋼質管道外壁有機防腐層技術規范》、JT/T 600.1/2/3/4以及GB/T18226-2015《公路交通工程鋼構件防腐技術條件》,其余皆為液體涂料標準。
綜合各個標準:對于防腐蝕涂料,比較關鍵的幾個性能有:耐化學介質腐蝕(耐酸、耐堿、耐油)、耐鹽霧、耐陰極剝離(采用陰極保護的情況下)、抗氯離子滲透性等,耐高低溫交變以及面漆的耐候性能。在公路橋梁以及陸上風電行業標準中較多地參照了GB/T 30790.1給出的涂層體系戶外耐久等級。粉末涂料的替代需要從性能要求和涂層體系的耐候等級上入手,對整個行業進行市場和應用成本分析,開拓新的機會。
在重防腐領域,客戶認知度比較高的一個國際標準是ISO12944。GB/T 30790-2014 整體參照了ISO 12944-1998。兩個標準明確指出所有內容不包含粉末涂料。ISO12944-2017版已經發布,GB/T 30790還有待更新。如果在版本更新時候將粉末涂料作為其中一種防腐蝕涂料種類,將對整個粉末涂料行業的發展起到很好的帶動作用。當然,在此之前,整個行業以及粉末涂料本身的性能還需要一系列的驗證,任重而道遠。
在化工領域,行業標準HG/T 3668-2009 《富鋅底漆》給富鋅油漆做了清晰的定義和界定,在鋼鐵基材上要達到長久的防腐蝕效果,富鋅粉末涂料是必不可少的防腐底粉,而粉末涂料在富鋅領域的定義和規范化工作也是必不可少的。
表2 防腐涂料相關國內標準一覽表
行業與領域 |
標準號與標準名稱 |
主要內容 |
涂料和顏料 |
GB/T 30790.1.2.3.4.5.6.7.8-2014 色漆和清漆 防護涂料體系對鋼結構的防腐蝕保護(8個獨立的標準) |
參考ISO 12944-1998,包含了總則、環境分類、設計依據、表面類型和表面處理、防護涂料體系、實驗室性能測試方法、涂裝的實施和管理以及新建和維護技術規格書的制定8個部分。總則中明確指出不適用于粉末涂料。 |
GB/T 31586.2-2015 防護涂料體系對鋼結構的防腐蝕保護 涂層附著力/內聚力(破壞強度)的評定和驗收準則 第2部分:劃格試驗和劃叉試驗 |
等同于ISO16276-2:2007 |
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GB/T 31586.1-2015 防護涂料體系對鋼結構的防腐蝕保護 涂層附著力/內聚力(破壞強度)的評定和驗收準則 第1部分:拉開法試驗 |
等同于ISO16276-1:2007 |
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金屬以及非金屬 |
GB/T 18593-2010 熔融結合環氧粉末涂料的防腐蝕涂裝 |
規定了鋼鐵等金屬材料進行熔融結合環氧粉末涂料的材料、工藝規范、涂層性能和試驗方法。 |
石油化工 |
GB/T 35490-2017 預應力鋼筒混凝土管防腐蝕技術 |
管道水泥砂漿外表面防腐涂料:無溶劑環氧瀝青或者耐候防腐液體涂料體系;管道內壁混凝土表面防腐涂料:液體環氧涂料體系。性能要求:VOC、附著力、耐鹽水浸泡性、耐酸性、抗氯離子滲透性、耐人工氣候老化等以及衛生要求。 |
化工 |
HG/T 3668-2009 富鋅底漆 |
適用于由鋅粉、無機或有機油漆基以及固化劑、溶劑等組成的多組分涂料,規定了富鋅底漆的分類、要求、試驗方法等。不適用于粉末涂料。 |
HG/T 5060-2016 液化天然氣(LNG)儲罐用防腐涂料 |
涂層體系保護年限:普通型和長效型;主要針對多層液體系和性能要求,主要性能:耐酸、耐堿、耐冷熱循環、耐鹽霧性、耐水性以及候性(氙燈1000hrs、3000hrs) |
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HG/T 4770-2014 電力變壓器用防腐涂料 |
分為變壓器內壁、外壁和散熱器涂料,針對液體涂料,內壁主要性能要求耐10#變壓油、提及電阻系數、擊穿強度;外壁和散熱器面漆耐水、耐油、耐酸、耐鹽霧、耐候等 |
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HG/T 4077-2009 防腐蝕涂層涂裝技術規范 |
針對的是液體涂料 |
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HG/T 5366-2018 鋼筋防腐用粉末涂料 |
主要性能:耐陰極剝離、抗氯離子滲透性、可彎性、與混凝土粘結性、耐鹽水、耐鹽霧 |
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鋼鐵工業 |
GB/T 34202-2017 球墨鑄鐵管、管件及附件 環氧涂層(重防腐) |
規定了厚度、電擊穿、MIBK擦拭、附著力、沖擊、壓痕、熱水浸泡、耐酸耐堿、耐磨、衛生性能 |
石油天然氣 |
SY/T 4106-2016 鋼質管道及儲罐無溶劑聚氨酯涂料防腐層技術規范 |
與粉末涂料無關 |
SY/T 4105-2005 鋼制儲罐無溶劑聚氨酯涂料內防腐層技術規范 |
與粉末涂料無關 |
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SY/T 0061-2004 埋地鋼質管道外壁有機防腐層技術規范 |
其中之一為熔接環氧粉末:電絕緣性、耐濕耐水、機械性能、陰極剝離、耐化學性、耐熱老化、修補、環保性能等,具體要求參考SY/T 0315 |
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SY/T 5951-1994 環氧酚醛防腐油管技術條件 |
液體環氧酚醛涂料,主要性能有耐油田回注沸水、耐土酸、耐公文污水、耐酸性介質等化學介質的腐蝕 |
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交通工程 |
GB/T18226-2015公路交通工程鋼構件防腐技術條件 |
相關的是:對環氧鋅基復合涂層以及聚酯涂層的膜厚、附著力、沖擊、彎曲、耐鹽霧、抗陰極剝離、耐濕熱等性能要求 |
JT/T 733-2008 港口機械鋼結構表面防腐涂層技術條件 |
多層液體涂層體系和性能要求,主要性能:防腐 壽命分為普通型和長效型、以及C3/C4/C5-I/C5-M下不同耐水性、耐鹽水性、耐化學品性、耐鹽霧性,以及面漆的耐磨性和耐候性 |
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JT/T 722-2008 公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件 |
涂層體系保護年限:普通型和長效型;主要針對多層液體系和性能要求,主要性能:防滑性、以及在 C3/C4/C5-I/C5-M下不同耐水性、耐鹽水性、耐化學品性、耐鹽霧性,以及面漆的耐磨性和耐候性 |
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JT/T 695-2007 混凝土橋梁結構表面涂層防腐技術條件 |
與粉末涂料無關 |
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JT/T 600.2-2004 公路用防腐蝕粉末涂料及涂層 第2部分:熱塑性聚乙烯(PE)粉末涂料及涂層 |
適用于熱塑性PE粉末涂料 |
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適用于熱塑性PVC粉末涂料 |
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JT/T 600.4-2004 公路用防腐蝕粉末涂料及涂層 第4部分:熱固性聚酯(polyester)粉末涂料及涂層 |
粉體性能:揮發物、密度、粒度、焦化時間、流動性 涂層性能:光澤、硬度、杯突、附著力、耐沖擊、抗彎曲耐化學腐蝕、耐鹽霧、耐濕熱、耐高低溫交變、耐候性 |
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JT/T 600.1-2004 公路用防腐蝕粉末涂料及涂層 第1部分:通則 |
參照了BS EN10245:2001 分為熱塑性粉末涂料和熱固性粉末涂料;并對涂層的理化性能做了規定:膜厚、附著力、耐沖擊、抗彎曲耐化學腐蝕、耐鹽霧、耐濕熱、耐高低溫交變、耐候性 |
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JT/T 810-2011 集裝箱涂料 |
針對鋼制集裝箱外三層涂膜體系、箱內兩層涂膜體系以及用于底架的改性環氧底架漆。主要性能:耐候(600hrs)前后附著力和耐沖擊、氖彎曲性、耐鹽霧600hrs和耐鹽水性 |
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能源行業 |
NB/T 42037-2014 防腐電纜橋架 |
鍍鋅加涂層工藝:耐鹽霧、耐酸堿、耐候 |
建筑與鋼結構 |
JG/T 224-2007 建筑用鋼結構防腐涂料 |
適用于大氣環境下建筑鋼結構防護用底漆、中間漆和面漆以及大氣環境下其他鋼結構用底漆、中間漆和面漆。不適用于粉末涂料。 |
地方標準 |
DB50/T 704-2016 陸上風力發電機組 鋼結構零部件 防腐蝕保護技術規范 |
適用于多層液體防護體系,耐久性15年。主要性能要求為附著力、沖擊、彎曲,以及C3/C4/C5-I環境下不同的耐候、耐鹽霧、耐鹽水和耐凝露性要求 |
DB33/T 841-2011 橋梁鋼結構防腐蝕工程施工工藝及質量驗收規范 |
多層液體涂層體系和性能要求,主要性能:防腐壽命、耐水性、耐鹽水性、耐化學品性、耐鹽霧性,以及面漆的耐磨性和耐候性 |
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國家強制標準 |
GB 30981-2014 建筑鋼結構防腐涂料中有害物質限量 |
主要規定VOC限量和重金屬限量 |
結論
粉末涂料作為環境友好型涂料,被列入了《低揮發性有機物涂料》。但是依舊需要被更多的社會人士所認知,才能更好的推動粉末涂料的發展,才能成功進入國家發改委《產業結構調整目錄 2019 本》中“鼓勵類產業”。解決粉末涂料標準短缺的形勢需要“你、我、他”的共同參與和支持。
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