1、穿运枢纽工程钢闸门高效防腐研究及探讨摘要：我国水工钢结构闸门长期运行在恶劣环境（水）中，锈蚀损坏严重，一般涂漆防腐周期太短，通过穿运工程金属闸门的高效防腐研究及施工，探讨了氯磺化聚乙烯防腐胶液的新型涂料的研制技术并验证了高强防腐效果。 关键词：氯磺化聚乙烯胶液 防腐穿运 中图分类号：TV663 文献标识码： A 工程概况 穿运枢纽工程是子牙新河、北排河与南运河的交叉行洪，互不干扰，控制性枢纽工程，位于河北省沧州市以北 28 公里处。由南运河跨子牙新河渡槽；南运河跨北排河渡槽；南运河节制闸等多项建筑物组成，子牙新河最大行洪 9000 立米每秒，北排河最大行洪 600 立米每秒，南运河横跨两条河流
2、，可通过最大流量 120 立米每秒，枢纽工程始建于 1976 年。其中南运河节制闸的钢闸门长期裸露于自然界或浸渍于水下，不仅受到天候电化学腐蚀作用，而且还经常受到高压，高速水流的冲击，及机械磨损，以及泥沙和气蚀等方面破坏，锈蚀严重，闸门更换比较困难，防腐问题成为历年岁修的难题。开始采用过多种油漆以及聚酯涂料进行闸门防腐，而且每次防腐施工都进行喷沙除锈。浪费人力、物力消耗较大，但使用周期不过 2 年，闸门还是锈蚀漆膜剥落，即影响了工程外观美，又降低了工程运行安全和使用寿命。1983 年笔者父亲经上级领导批准立项，根据金属闸门需做高效防腐课题，进行了深入的研究及探讨，并且聘请沈阳市橡胶厂李振明教授
3、现场指导，进行化学分子分析，研制材料化学配方，采用开放式炼胶机简单设备，成功的在现场炼制出了，高效防腐涂料：氯磺化聚乙烯防腐胶液，并亲自组织施工，创新性的将该防腐涂料，用于穿运枢纽工程南运河节制闸大闸门上，喷刷涂层面积为3300 多平方米。至今已经运行了 23 年。近日经笔者现场检验，胶膜未发现任何龟裂和脱落现象，也未发现老化和粉化及退色现象，用仪器检验漆膜，未见老化异常，整个闸门未产生任何锈蚀斑点现象，中灰色闸门毅然光亮如新，预计尚可继续使用数十年。因此，经多年检验考证，金属闸门采用涂料防腐中，最佳品种，应为氯磺化聚乙烯防腐胶液。值得在全国金属闸门防腐中推广应用。为此，笔者将氯磺化聚乙烯防腐
4、胶液涂料制作及施工工艺技术写成论文，提供给金属闸门防腐研究爱好者参考及论讨。 氯磺化聚乙烯防腐胶液的组配及加工工艺 2.1 氯磺化聚乙烯防腐胶液配方组成： 以各种材料重量组份比： A：甲组配方：氯磺化聚乙烯 csm30 号；100 份； 硫 S:5 份；氧化锌 zno:5 份；氧化铅 pbo:40 份； 松香：10 份；环氧树脂 20 份；白炭黑：30 份； 炭黑：10 份共计 220 份 B：乙组配方：氯磺化聚乙烯 csm20 号；100 份； 氧化锌 zno:55 份；氧化镁 mgo:30 份； 噻唑 TT:4 份 秋兰姆 om 3 份；硫腺 m 3 份；环氧树脂 15 份； 硬脂酸 px
5、2 份：共计：212 份 2.2 氯磺化聚乙烯防腐胶液的加工工艺： 氯磺化聚乙烯防腐胶液的主要成分就是氯磺化聚乙烯，它是一种由高分子聚乙烯树脂，经氯和二氧化硫反应而成的合成橡胶（即片状橡胶原料）橡胶化工行业有售。将该氯磺化聚乙烯为主的橡胶原料按上述甲组和乙组配方中的材料，分别加入氧化铅，有机酸，有机促进剂，防老剂，耐热剂，增塑剂，耐油剂，耐酸，耐碱，抗腐和着色剂等药剂，制成混炼胶，然后溶解成胶液进行涂层防腐，所以其胶料可在通常的冷滚炼胶设备上加工。 2.2.1 混炼：由于氯磺化聚乙烯具有饱和的化学结构，分子不易被破坏，所以对其碾压塑炼效果不显著，但是它具有热塑性，用炼胶机碾压加工，因温度增高会
6、迅速软化而包滚，并且温度过高易产生粘滚现象。因此需要采用开放式冷滚炼胶机进行混炼。其方法如下： （1）选用开放式冷滚炼胶机：Q450mm*1200mm 或 16型 （2）控制滚温：前滚 40 ，后滚 45 （3）每盘配料容量：30Kg （4）混炼时间：30-35 分钟 （5）甲、乙组配方材料分炼 2.2.2 操作方法： 分别将合格的氯磺化聚乙烯加入开敞式炼胶机，在滚桶中通入循环冷却水。炼胶机的速比为 1：1.15 左右为宜，观察胶面碾压光平后加入促进剂以外的所有配合剂。其加药顺序是氧化铅，有机酸，防老剂，着色剂等。假如不同的色剂可制造出不同颜色的胶液。调整厚薄，滚距至2-5mm 加入填充剂及环
7、氧树脂，并交叉添加左右抽胶操作，使配合剂自然混入，并使滚桶缝上经常有小量的堆积胶。全部配合剂充分分散后加入促进剂，左右分散加入。然后划刀捣胶，待其达到全部 混入后，胶料再进行薄通 23 次，放厚下片，浸水冷却。贮藏。氯磺化聚乙烯胶料混炼过程完成，待制胶液。 2.2.3 胶液制造：在胶液制备过程中，胶料内各种配合剂的良好分散甚为重要。因分散性，不但直接关系到胶液的贮藏过成中的稳定性，而且对涂层的耐腐蚀，耐磨损，耐天候老化等都有很大影响，所以胶料使用前，还要经炼胶机冷滚桶充分碾压返炼，然后在制备胶液。 （1）胶液制造设备：选用立式，或者单轴叶浆式搪瓷或不锈钢搅拌机；防爆式电动机；减速机调制 608
8、0 转/分。 （2）配制胶液混合溶解剂；用甲苯或者二甲苯：汽油（120#）=3：1（重量比） （3）胶液浓度：氯磺化聚乙烯胶料：混合溶解剂=1：45（重量比）（4）搅拌温度:室外自然常温常压. （5）胶液制造操作：将碾压混炼好的氯磺化聚乙烯胶料，加工成长23 厘米，宽 11 厘米，厚 23 毫米小块（人工、机械加工均可） 。将混合溶剂置于搅拌桶中,开动搅拌机开始搅拌,然后将加工好的胶块按比例分批加入桶中.每次胶液制造量 35 千克,连续搅拌时间为 8-10 小时,待完全溶解后出料, 氯磺化聚乙烯防腐胶液制作过程完成,装玻璃或金属容器中供使用。 （6）甲、乙胶液制备方法相同，但要各自单独制造和单
9、独存放。 氯磺化聚乙烯防腐胶液涂层施工工艺： 3.1 胶液混配及其使用： （1）该防腐胶液可在金属，木制品，水泥建筑物，防漏圬工布，化工强酸、碱容器，温度在-60至 120多种情况下使用。在使用前需将甲乙两种胶液进行混合，调配均匀，其配比为 1：1（重量比） （2）在低温室外施工，为调整胶液固化时间，应在混合胶液中增加促进剂：促进剂以 Na-22 酚醛为第一促进剂，制得氯磺化聚乙烯防腐胶液强度最高。压缩变形小，弹性和耐热、耐寒性能好，并可以在低温下硫化。促进剂与胶液配合比：混合胶液：Px=甲乙混合胶液 1000g（份）：Na-22 酚醛 4g（份） （重量比） （3）在金属闸门上进行该涂料的防
10、腐施工，为增强金属与橡胶之间的牢固永久性附着力，应用列克纳配制一种底胶作为底层粘合胶。 （列克纳粘胶剂，紫红色液体状，胶粘化工部门有售）底胶漆配制法：1：列克纳粘胶剂 65%（份） ；2. 氯磺化聚乙烯防腐胶液 csm 混 20%（份） ；3. Na-22 酚醛 15%（份） ，将以上三种材料按比例混合均匀即为底胶漆。 （4）施工温度：10以上。 （5）涂刷或喷涂每层胶液间隔 30-50 分钟。 （6）配合好的混合胶液存放时间不能超过 24 小时。 3.2 施工操作工艺： （1）金属钢闸门防腐必须将防腐表面除去铁锈，粉尘，油污等，使之表面干燥。穿运枢纽工程节制闸闸门采用了喷沙除锈技术。除锈效果
11、达到均见金属光泽。表面为沙打毛面。关于喷沙除锈技术这里不多叙述。（2）先涂一层底胶漆，底胶漆干后涂刷防腐胶液。 （3）涂刷时可视情况，人工涂刷或机械喷涂法均可。一般先上后下，先左后右，先难后易，依次匀刷，避免溶剂把底胶溶解。第二遍后涂刷方向要纵横交错。涂刷厚度：穿运节制闸门最厚为 100-120 微米，即0.1-0.12 毫米，涂刷 5 遍，自厦门精密仪器厂购置涂层测厚仪，测定涂层厚度。如为特别恶劣工作条件防腐应将涂层厚度加厚至 0.2-0.3 毫米。要求视设计要求而确定涂刷遍数。 （4）施工中胶液不要配制太稠，以免涂层起泡。应根据涂刷或喷涂方法不同，用溶剂将溶液稀释至适当浓度，并搅拌均匀，方
12、可使用。 磺化聚乙烯防腐胶液的特性 氯磺化聚乙烯防腐胶液，之所以适宜做涂层，是因为它的胶液黏度低易干，固化后表面有光泽，平滑，细腻，且与金属，木材，水泥等硬脂材料有较强的附着性能,涂刷施工工艺简单，适合于大型防腐工程施工.它还具有下列特性： （1）具有高度的饱和结构，耐天候性高于树脂类漆。 （2）有极佳的色稳定性，因而具有久不退色和良好的耐污染性。 （3）抗臭氧性能良好。 （4）具有优良的耐热性.可在 120温度下长期使用。 （5）不使用增塑剂，在-30不发脆；使用增塑剂，脆性温度点达-50以下。 （6）吸水性能低，不怕水浸袭。 （7）具有良好的耐油、耐酸、耐碱和抗腐性。 （8）具有良好的耐挠性能。 （9）具有良好的耐磨性能，抗机械损伤性好。 （10）需用材料易取，价格便宜，制造工艺简单。 参考文献: 1 1983 年穿运枢纽工程闸门防腐施工，涂料研制报告资料。 2水利电力部水文水利管理司主编，水工建筑养护修理工作手册，北京水利电力出版社(1979)
