无溶剂，双组分环氧树脂体系由树脂基和固化剂(也称为硬化剂或活化剂)组成。这些产品含有很少或不含VOC，并通过聚合过程固化。所述基础组分通常包含用适当稀释剂改性的环氧功能树脂，所述固化剂通常包含多胺或聚酰胺硬化剂。这两种成分混合，并允许固化一定的时间由环境变量，如温度和相对湿度。
树脂基通常比它们各自的固化剂更粘稠。这些系统通常是用刷子，滚筒，涂抹器或无空气喷雾。本文将重点介绍无溶剂双组份环氧体系无气喷涂的应用。
无空气喷涂
无气喷雾是一种喷雾技术，它迫使材料通过尖端或孔，而不需要压缩空气来实现破碎或雾化。在无气喷涂中，压力是驱动力，一般由气动往复泵提供给喷枪。产品流动的速度和随之而来的来自大气的摩擦力导致产品雾化成不同大小的液滴。-
与传统喷涂方法相比，无气喷涂有几个明显的优点。
- 喷雾更柔软，湍流更少，这减少了由于弹跳而损失的材料量。
- 形成的液滴通常更大，每一次通过产生更重的图案。
- 与其他人工操作方法相比，应用速度更快，提高了生产速度。
- 与常规方法相比，涂层可以更容易地打入裂缝、裂缝、角落和难以触及的区域。
- 无气喷涂设备有空气、电力、液压三种动力。
一些缺点是由于操作本身涉及的高压水平，包括:
- 喷枪的尖端容易堵塞，清洗起来很危险。
- 意外的皮肤注射是非常危险的，因为化学物质会通过皮肤毛孔进入血液流动。
- 喷淋操作人员必须经过充分的培训，以维护和操作设备。
如前所述，喷洒包括将流体流从一个点驱动到另一个点，直到它遇到大气阻力而破裂。这种阻力倾向于克服流体的三个特性，这些特性对无气喷涂有重要影响。这些是表面张力，密度和粘度;后者是最关键的正确雾化。
粘度对最终雾化压力有很大的影响，因为它倾向于防止液体破裂。如前所述，无溶剂双组分环氧涂料的基础通常比它们各自的固化剂更粘稠。一旦混合，最终产品经历几个流变阶段，从半液体阶段到凝胶阶段，直到转化为固体薄膜。在这个固化过程中，材料的粘度增加，使其更难以喷涂。
在“薄的”无溶剂双组份环氧树脂体系中添加溶剂作为降低粘度(使其更易于喷涂)的手段，会对体系的附着力以及侵蚀/腐蚀和耐化学性产生不利影响。这就是为什么这是不可取的。因此，唯一可行的方法是将系统温度提高到可接受的水平。一方面，这使得涂层可以在更快的流速下应用。当涂层在空气中分解并到达被涂层的表面时，其粘度迅速降低，有助于涂层保持在原位，从而减少下垂或运行。另一方面，通过提高温度，这种系统的工作寿命(也称为锅寿命)反过来降低，这强加了一个重大的失败风险，如果材料在喷涂设备内凝固。
单组分与多组分喷雾装置
一般有两种主要的无气喷涂系统用于喷涂无溶剂，双组分环氧树脂体系:单组分和多组分。这些系统没有标准化;最常见的是，它们是定制的，以适应特定的应用程序。单组分无空气喷淋设备通常配备一个料斗，其中包含机械或手工混合的最终产品，即基础和固化剂。从料斗中，产品由双作用往复泵通过软管泵入喷枪，最终将雾化产品输送出去。另一方面，多组份无空气喷淋装置设有两个料斗，分别容纳基础和固化剂。可以设置喷雾装置，使预先固定比例的基础与固化剂在流体混合管汇中混合，在那里开始交联。从这一点开始，涂层将穿过软管，直到最终到达喷枪的尖端。
自动比例的基础和固化剂的数量是一个优越的替代手工混合两种成分。手工混合通常会产生剩余的材料，这意味着更高的费用。此外，由于料斗中没有预混物料，如果暂时停止喷淋作业，需要对管线进行清洗，可以重新利用基层和固化剂。
单系统和多系统都应配备伴热束。对于单个喷雾装置，这些装置由三条软管组成:混合产品通过的主软管，以及加热介质循环通过的两条软管。对于复数喷雾器，该束由两个单独的软管组成，一个用于每个组件(基础和固化剂)，另外两个软管用于加热介质循环。这样的束是至关重要的，以确保沿线的温度在任何时候都不会下降，因此，涂层的粘度不会增加。
加热介质通常是水，因为它的丰富和低成本。这就是为什么加热软管也被称为水管的原因。水包含在储液器中，由气动隔膜泵将水从储液器泵入流体加热器，然后再泵回管路以关闭回路。软管最后用丁腈泡沫等绝缘材料封装，并用胶带包裹。
当使用多组分喷雾装置应用这些系统时，通常的做法是提高基础组分的温度，并保持固化剂的温度不变。这是基于碱的粘度通常比它们各自的固化剂的粘度大这一事实。因此，仅提高基层温度通常就足以达到良好的喷涂效果。然而，如果认为有必要，两个组件都可以加热。
鞭子软管用于连接痕迹加热束到喷枪。这提供了更多的灵活性，并提高了操作员在工作面的可操作性。几种静态直列式混合器可用于多组分喷雾装置。这些通常分布在搅拌流体歧管以外的鞭状软管的长度上。为了加强混合操作，这些直列式搅拌机将待喷材料切成两半，并将其旋转90º多次。过滤器也用于两个喷雾器，以消除供应系统中的任何污染，同时减少喷枪尖端堵塞。
这两种喷淋装置的对比示意图如图1所示。
无溶剂双组份环氧树脂无空气喷涂体系的评价
客观的比较同一无溶剂双组份环氧涂料手工喷涂与多组份无空气喷涂的粘接性能。
底物
碳钢面板尺寸200 × 200 × 10毫米(7.9 × 7.9 × 0.4英寸)。
本试验使用了两个面板，以下称为面板1和面板2。面板1对应喷涂涂层材料的面板，面板2对应手工喷涂涂层材料的面板。
涂层
所使用的材料是Belzona提供的高性能、100%固体双组分环氧涂层。该涂层用于保护金属和水泥基材免受化学攻击的影响，作为衬里，它的热稳定性高达140ºF(60ºC)。薄膜厚度对涂层的性能起着很大的作用。
设置和应用程序详细信息
- 根据NACE No. 2/SSPC-SP 10“近白色金属喷砂清洗”，面板1和2被喷砂至近白色金属。
- 根据NACE RP028702“使用复制胶带现场测量喷砂清理钢表面的表面轮廓”，使用Testex®复制胶带确定两块面板上的基材轮廓至少为3密耳(75毫米)。
- 使用涂层制造商推荐的更清洁的脱脂产品对两个面板上的基材进行脱脂和清洁。
- 空气温度、相对湿度和露点在施用前、施用中和施用后分别为58.3ºF(14.6ºC)、48.6%和39.0ºF(3.9ºC)。
- 在开始应用前，记录了两个面板的表面温度，并确定高于露点23.6ºF(13.1ºC)。
- 使用Graco®复数XM喷雾器，配备XTR-7喷枪。
- 气动隔膜泵和流体加热器分别为Husky泵和Viscon加热器。
- 根据涂料制造商的要求，泵式混合比例设置为体积比3.8:1(基础:固化剂)。
- 用于喷涂的底座放置在标记为“A”的料斗中，并加热至104ºF(40ºC)。
- 用于喷雾应用的固化剂放置在标记为“B”的料斗中，并保持在环境温度68ºF(20ºC)。
- 手工应用时，基底和固化剂的温度没有改变，记录为68ºF(20ºC)。
- Viscon®高压流体加热器设置在149°F(65ºC)，以保持整个生产线的温度在104°F(40ºC)。
- 采用哈士奇双隔膜泵将水泵入整个输水管道。
- 泵的空气入口压力设置为120 psi。
- 基础线和固化线分别使用30目和60目过滤器。
- 使用的加热痕迹束长50英尺。
- 三个静态直插式搅拌器分散在软管沿线。
- 喷枪喷枪头为Graco XHD-417，手喷使用短毛刷。
- 根据材料制造商的要求，目标厚度确定为每层10密耳(250 μm)。
- 每个面板做了三道工序。
- 根据涂料制造商规定的固化时间，允许涂料固化14天。
- 根据SSPC-PA 2《用磁规测量干膜厚度》，使用2型电磁DFT仪进行干膜厚度测量。
- 使用涂层制造商推荐用于粘附性测试的粘合剂材料，将三个14毫米的测试推车粘在固化的涂层上。
- 在胶粘剂固化后，根据ASTM D 4541“使用便携式粘附测试仪对涂层的拉脱强度进行标准测试方法”进行拉脱粘附测试。
结果讨论
采用无溶剂双组份环氧涂料，通过多次无气喷涂和手工喷涂，测定其对基材的附着力。结果表明，对于手工涂覆涂层的面板，涂层的拉拔强度(附着力)超过5000 psi。破坏模式为内聚性，即极限强度平面在材料内部，而不是在材料与基体的界面上。在无空气喷涂涂层的面板上，拉拔强度值超过6000 psi，没有任何故障记录。从粘附性测试中可以得出两个结论。首先，所提供的Belzona涂层被证明对金属基体具有优异的附着力。其次，无气喷涂具有良好的附着力;因此，它是一种可接受的无溶剂双组份环氧体系的应用方法。
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