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        高性能雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料的研制

                            高性能雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料的研制
                                               高 波,牛永鋒,方大慶,蘇雅麗 
                              ( 廈門雙瑞船舶涂料有限公司,福建廈門 361101)
            摘要 :研制成一種高性能雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料。介紹了該涂料的配方和制備工藝。討論了樹脂體系、觸變劑對涂層防腐性能及施工性能的影響,同時采用電化學阻抗譜(EIS)方法評價了涂層的防腐性能,并與國內同類產品的施工性能進行比較。
            關鍵詞:雙組分涂料;改性環氧砂漿重防腐涂料;觸變劑;超厚膜化
            中圖分類號:TQ 630.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-1696(2014)09-0001-04
            0 引言
            重防腐涂料是指在相對嚴酷苛刻的腐蝕環境(如海洋環境等)下使用,并能達到比常規涂料更長防腐期(15 a 以上)的一類防腐蝕涂料。環氧涂料在重防腐涂料中占主導地位,廣泛應用于船舶、海洋工程、碼頭、橋梁、管道、化學池等防腐工程中。在眾多環氧重防腐涂料中,有一種市售的三組分環氧砂漿重防腐涂料,使用時需要大功率攪拌設備,攪拌難度大,導致混合不均勻,直接影響涂層性能,同時生產批次間顏料分散效果不同,造成涂料顏色不一,極易形成色差。
            本文研制了一種雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料,添加環氧活性稀釋劑、改性樹脂、特殊觸變體系,實現了涂料的雙組分化、厚膜化,同時采用1 個分子中含有兩個以上環氧基的環氧酚醛樹脂與低黏度的液體雙酚A 環氧樹脂配用,以及改性脂環胺與酚醛胺組成的固化劑進行交聯,能有效增加交聯密度,涂層的致密性、防腐蝕性優異。
            1·實驗部分
            1.1 原材料
            液體雙酚A 環氧樹脂、環氧酚醛樹脂、環氧活性稀釋劑、改性樹脂、酚醛胺固化劑、改性脂環胺固化劑、活性二氧化硅、硅灰石粉、石英砂、其他顏填料、潤濕分散劑、消泡劑、流平劑、偶聯劑等。
            1.2 儀器設備
            攪拌釜、多功能高速分散機、刮刀、流掛儀、鹽霧箱、旋轉漆膜磨耗儀、恒溫水浴箱等。
            1.3 雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料的制備
            本涂料為無溶劑涂料,對吸油量較高的粉料利用偶聯劑進行處理,從而提高漆膜的性能。
            1.3.1 基本配方
            雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料配方見表1。
                       
            1.3.2 涂料制備
            甲組分:首先將液體雙酚A 環氧樹脂、環氧酚醛樹脂、環氧活性稀釋劑、改性樹脂、助劑加入拉缸進行低速分散,分散均勻后,加入其他易分散、易研磨粉料研磨,當細度≤ 80 μm 后,加入粉狀觸變劑體系,先低速分散10 min,再高速分散2~3 min,最后加入石英砂,分散均勻,即可包裝。
            乙組分:按照配方比例,在拉缸中加入固化劑、改性偶聯劑液進行攪拌,0.5 h 后檢查固化劑是否混合均勻,達標后,過濾即可。
            1.4 漆膜制備和性能測試
            將甲、乙組分按比例混合均勻,利用刮涂方式在不同基材(鋼板、水泥板)上制備漆膜,按照相關國家標準進行性能測試,檢測結果見表2。

            由表2 可見:雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料的性能達到了重防腐涂料的常規性能指標要求。該涂料實現了超厚膜固化,減少涂裝道數,提高施工效率,有效地降低了生產成本和施工成本,同時減少了涂料在生產和施工過程中產生的粉塵污染,節能、環保。
            2· 結果與討論
            2.1 樹脂體系對涂層性能的影響
            本樹脂體系采用了雙酚A 環氧樹脂、環氧酚醛樹脂、環氧活性稀釋劑和改性樹脂復配技術,利用其各自的優點,其中改性樹脂是一種含有苯環、羥基基團的液體樹脂,與環氧樹脂混溶性好,對涂層的屏蔽性、抗滲透性、耐酸堿腐蝕性起著關鍵性的作用,其最佳用量也決定著本涂料體系的性能。在m(雙酚A環氧樹脂)∶m(環氧酚醛樹脂)∶ m(環氧活性稀釋劑)=7∶3∶2 和其他工藝條件不變的條件下,改變改性樹脂占環氧樹脂總體系的質量百分比,按不同的百分比制成涂層試樣,并經劃傷后進行耐鹽霧性試驗,觀察其單邊剝離情況及涂料黏度的變化情況,以選取最佳用量,試驗結果見圖1。
                         
            由圖1 可見:隨著改性樹脂用量的增加,甲組分樹脂體系的黏度逐漸下降,這也達到了易生產、易施工的目的,而涂層耐鹽霧性也隨之逐漸降低。在綜合其性價比之后,當涂層改性樹脂的用量為環氧樹脂用量的50%~60% 時,涂層綜合性能最好。
            2.2 觸變劑對涂料貯存穩定性的影響
            貯存穩定性是在涂料生產、使用的各個階段都必須考慮的一個重要因素。因雙組分環氧砂漿重防腐涂料體系中含有較多高密度的顏填料,涂料體系必須具有良好的貯存穩定性,才能確保其正常使用。分別采用有機改性膨潤土、氫化蓖麻油衍生物、氣相二氧化硅、聚烯烴微粒和自制特殊改性觸變劑5 種觸變劑用于本涂料體系中,考察其貯存穩定性,結果見表3。
                       
            由表3 可見:常規觸變劑不適合本涂料體系,而自制特殊改性觸變劑能很好地解決本涂料的貯存穩定性問題。
            2.3 觸變劑對涂料抗流掛性的影響
            涂料進行大面積施工時,在垂直面上往往會產生流淌,使漆膜厚度不均勻,嚴重影響其保護性和裝飾性。通過在涂料中加入適量的觸變劑,使其在外力剪切的作用下黏度下降,易施工,一旦形成漆膜,外力消失,涂料本身又能很快恢復觸變黏度,使漆膜不會產生流掛。
            各種觸變劑對涂料抗流掛性的影響見表4。
                       
            由表4 可見:自制特殊改性觸變劑具有良好的抗流掛性,能滿足各種厚膜化施工的要求。
            2.4 涂層防腐性能的評價
            目前涂層的防腐性能主要通過電化學阻抗譜(EIS)進行評價。制備的雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料的電化學阻抗譜見圖2。
                      
            由圖2 可見:在3.5%NaCl 溶液中浸泡30~90 d之間,涂層電阻下降較快;浸泡150~210 d,涂層電阻大致相當,下降速度非常緩慢,且仍然>108Ω。上述測試結果表明:雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂層對金屬基材具有較好的防腐作用。
            2.5 施工性能比較
            選擇市售同顏色的國內某品牌無溶劑環氧砂漿重防腐涂料進行施工性比較,結果見表5。
                       
            由表5 可見:研制的雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料比國內某品牌的三組分環氧砂漿重防腐涂料在施工性能上更具優勢。
            3· 結語
            (1) 改性樹脂及各種樹脂體系的復配技術是制備雙組分高性能無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料的關鍵;
            (2) 自制特殊改性觸變劑是雙組分高性能無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料具有良好貯存穩定性和抗流掛性的決定因素;
            (3) 吸油量較高的粉料經偶聯劑處理后,使粉料與基材和樹脂間由物理結合變成化學結合,從而提高了涂層對基材的附著力和涂層的防腐性能;
            (4) 研制的高性能雙組分無溶劑改性環氧砂漿重防腐涂料是一種易生產、超厚膜化施工、性能優異、性價比高的涂料,具有廣闊的應用前景。
        參考文獻
        [1]秦國治,田志斌. 無溶劑環氧及其改性防腐蝕涂料綜述[J]. 現代涂料與涂裝,2002(02):31-33.
        [2]郭曉軍,白晶,張麗萍,等. 厚涂耐磨無溶劑環氧防腐涂料的研制[J]. 涂料工業,2008,38(07):60-62.
        [3]郭超群,張超燦. 無溶劑環氧防腐涂料的制備和性能研究[J]. 現代涂料與涂裝,2011,14(06):1-4.
        [4]張光,徐飛鵬,龐順強. 一種用于海洋結構的重防腐涂料[P].CN 101245213A,2008-08-20.


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