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一種高固體分環(huán)氧防腐涂料的研制

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-04-10  瀏覽次數(shù):1247
中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊:
       摘要:采用小分子量環(huán)氧樹(shù)脂和大分子量環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)配作為基料,以腰果殼油改性酚醛胺為固化劑,研制了一種高固體分環(huán)氧防腐涂料,并進(jìn)行了性能檢測(cè)。討論了環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧稀釋劑、顏填料、流變助劑和固化劑對(duì)涂料性能的影響。
    關(guān)鍵詞:高固體分;環(huán)氧樹(shù)脂;固化劑;環(huán)氧稀釋劑;防腐涂料
    中圖分類(lèi)號(hào):TQ630.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-2556(2014)01-0027-04
    0·前言
    普通的溶劑型環(huán)氧涂料在生產(chǎn)、施工、固化干燥過(guò)程中會(huì)排放大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),這些溶劑不僅對(duì)人們的身體健康有害,而且污染環(huán)境。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)保的呼聲越來(lái)越高漲,很多國(guó)家都制定了限制揮發(fā)性有機(jī)化合物排放的法規(guī)或條例,我國(guó)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)也正在完善之中。高固體分、無(wú)溶劑、水性、粉末涂料等低或零VOC環(huán)境友好型涂料成為發(fā)展的主流。
    本文通過(guò)選擇合適的環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、環(huán)氧稀釋劑、助劑等研制了一種涂膜性能優(yōu)異的高固體分環(huán)氧防腐涂料。
    1·試驗(yàn)部分
    1.1主要試驗(yàn)原材料
    環(huán)氧樹(shù)脂:128(南亞),601(三木);固化劑:450(亨斯邁),1618、2280、2758(空氣產(chǎn)品),2003、540、2040、2007(卡德萊);環(huán)氧稀釋劑(非揮發(fā)):LV5(空氣產(chǎn)品),LA300(佳迪達(dá)),MD2013(上海美東),LITE-2020、LITE-2021、NC513(卡德萊);苯甲醇(工業(yè))。
    1.2試驗(yàn)儀器
    QFH劃格試驗(yàn)儀、QTX彈性測(cè)試儀、STM-TV斯托默黏度計(jì)、QCJ-50涂膜沖擊儀、101-2AB型電熱鼓風(fēng)式烘箱、TT-260漆膜測(cè)厚儀、YWSX/Q-250鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱。
    1.3基本配方
    配方設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮VOC的含量及體系黏度,經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),確定基本配方見(jiàn)表1。
 
    1.4制漆與制板
    甲組分:將A、B、溶劑、活性稀釋劑和助劑加入罐中分散均勻,然后再加入顏填料,高速分散均勻,研磨至細(xì)度合格,過(guò)濾、包裝;乙組分:按照配方量加入固化劑和稀釋劑混合均勻,過(guò)濾、包裝。
    甲、乙組分按當(dāng)量比1∶1混合后,稀釋至施工黏度,制板待測(cè)。
    1.5性能檢測(cè)(見(jiàn)表2)
 
    2·結(jié)果及討論
    2.1樹(shù)脂的選擇
    環(huán)氧樹(shù)脂因具有附著力好、固化收縮率低、抗化學(xué)性能佳等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于防腐涂料領(lǐng)域。環(huán)氧樹(shù)脂的類(lèi)型和分子量的大小對(duì)涂料的性能影響很大。一般來(lái)說(shuō),小分子量的環(huán)氧樹(shù)脂具有較低的黏度,易制得高固體分涂料,同時(shí)它與固化劑可形成致密的交聯(lián)結(jié)構(gòu),但是涂膜柔韌性差。而大分子量的環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈長(zhǎng),使得涂膜具有更加優(yōu)良的柔韌性。所以本試驗(yàn)選擇A和B復(fù)配使用,試驗(yàn)了A、B不同配比對(duì)涂膜性能的影響,結(jié)果見(jiàn)圖1、圖2。
 
一種高固體分環(huán)氧防腐涂料的研制
    試驗(yàn)表明,大分子環(huán)氧樹(shù)脂占環(huán)氧樹(shù)脂總量的25%~45%時(shí),涂膜耐介質(zhì)性、耐鹽霧性能最佳。
    2.2固化劑的選擇
    固化劑是影響高固體分環(huán)氧防腐涂料表面狀況和防腐性能的主要因素之一,因此固化劑的選擇至關(guān)重要。環(huán)氧涂料常用固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚胺加成物、酮亞胺、改性酚醛胺等。本試驗(yàn)在樹(shù)脂體系為B∶A=1∶4的基礎(chǔ)上選擇了多種類(lèi)型的固化劑,按固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂當(dāng)量比為1∶1進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、圖3、圖4。
 
 
一種高固體分環(huán)氧防腐涂料的研制
    表3的數(shù)據(jù)表明2003固化劑的綜合性能最佳。圖3和圖4對(duì)比了環(huán)氧樹(shù)脂與2003固化劑不同當(dāng)量比對(duì)涂層耐介質(zhì)性能、耐鹽霧性能的影響。
    圖3和圖4數(shù)據(jù)表明,環(huán)氧樹(shù)脂與2003環(huán)氧固化劑的當(dāng)量比為1時(shí),涂層的耐介質(zhì)性能及耐鹽霧性能達(dá)到最佳。
    2.3顏填料的選擇
    涂料中的顏填料可以提高涂膜的防腐蝕性能,也可以改善涂膜的機(jī)械性能,在重防腐涂料中,常用的顏填料有:鈦白粉、氧化鐵紅、多聚磷酸鹽、滑石粉(針狀)、云母粉和長(zhǎng)石粉等。本研究在選擇顏填料時(shí),綜合考慮了它們的耐化學(xué)介質(zhì)性能、屏蔽性能和防腐性能。
    2.4助劑的選擇
    高固體分環(huán)氧防腐涂料固含量高,單道涂膜厚度要求高,為保證涂裝質(zhì)量和涂膜性能,因此在配方設(shè)計(jì)時(shí)要選擇合適的分散劑、消泡劑和流變助劑,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比在配方體系中選用BYK-Anti-Terra-U分散劑和BYK-A535消泡劑。流變助劑可賦予涂料的觸變性,提高涂料的抗流掛性,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比選用的ASAT550F在提升體系流變性的同時(shí),對(duì)體系黏度沒(méi)有明顯影響。
    2.5環(huán)氧稀釋劑的選擇
    高固體分環(huán)氧防腐涂料即使是使用了低黏度的環(huán)氧樹(shù)脂,其黏度仍然較大,涂裝時(shí)仍達(dá)不到空氣噴涂的條件,所以在制備高固體分環(huán)氧防腐涂料時(shí)必須要添加一定量的環(huán)氧稀釋劑來(lái)調(diào)節(jié)涂料的黏度。本試驗(yàn)對(duì)比了苯甲醇、腰果殼油改性的環(huán)氧稀釋劑(LITE-2020、LITE-2021、MD2013、NC513)和碳?xì)涫蜆?shù)脂(LA300、LV5)對(duì)涂層耐介質(zhì)性的影響,見(jiàn)表4(本試驗(yàn)環(huán)氧稀釋劑加量為環(huán)氧樹(shù)脂的15%)。
 
    表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,LITE-2020作為環(huán)氧稀釋劑時(shí)涂層耐介質(zhì)性能最佳。在此基礎(chǔ)上,比較了LITE-2020不同加量對(duì)涂膜性能的影響,結(jié)果如圖5、圖6所示。
 
一種高固體分環(huán)氧防腐涂料的研制
    圖5和圖6結(jié)果表明,選擇使用10%~15%腰果殼油改性的不揮發(fā)非活性環(huán)氧稀釋劑LITE-2020,可以獲得較好的耐酸堿和耐鹽霧性能。
    3·結(jié)語(yǔ)
    本研究以小分子量128和大分子量601環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)配體系為基體樹(shù)脂,采用環(huán)氧稀釋劑LITE-2020和腰果殼油改性酚醛胺固化劑2003,同時(shí)添加一些防腐性、屏蔽性好的填料,選用BYK-Anti-Terra-U分散劑和BYK-A535消泡劑,流變助劑選擇聚酰胺蠟T550F,最終配制出質(zhì)量固含量大于85%、體積固含量大于75%并且具有良好耐介質(zhì)性的高固體分環(huán)氧防腐涂料,該產(chǎn)品在某工程使用后得到了客戶(hù)的好評(píng)。
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