厚膜型低温固化环氧防锈漆的实验情况研究

四川重防腐涂料/油漆总部   2012年05月04日 21:10   评论»  
带锈环氧重防腐底漆

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厚膜型低温固化环氧防锈漆的实验情况研究

一、引言

钢铁具有高强度、延性好的金属特性,人类利用钢铁和金属创建了今日的文明。但是钢铁等金属处于不稳定状态而易受到腐蚀。腐蚀造成巨大的经济损失,我国每年的腐蚀损失高达5千亿元,占国民生产总值的5.3%。因此保护钢铁等金属,使其发挥功效、阻缓锈蚀、延长使用寿命是防腐蚀工作的一项重要任务。对于陆上或海上钢结构而言,采用重防腐蚀涂料进行保护是迄今为止最为有效、经济、常用和主要的手段。与此同时,通过研究开发,功能型重防腐涂料也越来越受到人们的普遍重视。本研究就是在常规重防腐蚀涂料的基础上,根据功能型涂料特点、气候特点、防腐蚀涂料施工性能要求的特点以及防腐蚀保护有效期的要求,进行了大量试验工作,研究开发了厚膜型可低温固化环氧防锈漆。

二、固化剂类型选择

1固化原理 环氧树脂的常温固化反应是通过加入固化剂来实现的。固化剂或称交联剂,它大多直接参与反应并结合在漆膜结构中。与常规环氧型(环氧-胺系统)涂料的反应机理一样,厚膜型可低温固化环氧防锈漆的基本化学反应按如下方式进行:   上式中,带氨基部分的-R基是体系在-10~40℃的温度范围都具有良好固化性能的关键,因此,我们选用了带不同R基的固化剂来进行配方筛选。

2常用固化剂种类 固化剂种类繁多,常用的固化剂类型有:脂肪胺类、脂肪胺加成物、聚酰胺树脂及其加成物、Mannich碱类、酮亚胺类等,不同固化剂具有不同的固化特点,例如,脂肪族多元胺能在常温下固化,固化速度快、黏度低;脂肪胺加成物具有臭味小,配漆后不必经熟化可直接使用的特点;聚酰胺树脂及其加成物具有配比范围宽,机械性能均衡,黏结性和耐水性好的特点;Mannich碱类固化剂的特点是即使在低温、潮湿的环境下也能固化;酮亚胺类固化剂黏度低,并可以提供较长的施工期限。因此,对固化剂类型进行选择,可调节漆膜的性能、固化条件。

3特定环氧固化剂及其特点 特定的环氧固化剂与环氧树脂的混容性极佳。用其固化的环氧树脂漆既有低相对分子质量脂肪胺体系的硬度和优良的耐化学腐蚀性能,又有低相对分子质量聚酰胺体系的长适用期和良好的柔韧性以及低毒性,还有一般酚醛胺体系的快速固化和优良的附着力。

在低温、潮湿环境下,该体系可以提供优异的固化性能,其特殊的“-R基”分子结构特点决定了这些技术特点和化学性能:

(1)通过反应引入的多元氨基与相邻的弱酸性酚羟基是环氧树脂固化反应的催化剂,从而使这种体系在低温下也能快速固化,同时,极性的羟基增加了固化剂的极性,从而内增强了对底材的润湿性和附着力。

(2)苯环结构与双酚A型环氧具有较好的相容性,从而降低体系黏度。

(3)含有不饱和双键的碳15直链,给体系提供优异的憎水性和低渗透性,它同时降低体系的表面能和黏度,从而增大体系的流动性和对底材的渗透性,有利于提高体系对底材的黏合力。

(4)碳15长直链给体系提供良好的内增韧效果,而且对体系的固化反应有初始的空间位阻效应,从而使体系在快速固化的同时仍有良好的使用期。

(5)苯环结构的存在,提高了体系的硬度和耐溶剂性。作为底漆和中间漆,由于其含酚结构的特性而应该被关注的耐候性问题在该重防腐体系中相对也可以被忽略。 4聚酰胺固化剂及其特点 聚酰胺固化剂是由植物油的不饱和脂肪酸的二聚体或三聚体和多元胺缩聚而成,在常温条件下提供优异的固化性能和良好的使用期,它与环氧树脂混容性极佳。

用其固化的环氧树脂漆漆膜弹性好,既对金属有很强的黏结强度,又具有良好的耐候性,户外使用时漆膜较不易失光和粉化;还提供优良的施工性能,漆的施工期限较长。

(1)其分子结构内含有活泼的氨基,常温下,可以与环氧树脂中的环氧基反应,交联而成网状结构。

(2)分子结构中含有较长的碳链和极性基团,提供很好的弹性和附着力。

(3)分子的长碳链结构提供良好的耐候性。

三、结语

厚膜型低温固化环氧防锈漆的研究从改进其成膜物质出发,选用改性的胺类固化剂与环氧基团进行反应,并添加防流挂助剂。该涂料具有低温固化性(-10℃以上),解决了传统双组分环氧树脂防锈漆必须在5℃以上方可固化的难点;同时该双组分环氧树脂防锈漆具有良好的厚膜喷涂性(一次成膜600μm时不产生流挂),减少了涂料的涂装道数。该涂料产品成功应用于上海浦东国际机场二期工程钢结构的防腐中,在室外气温低至-7℃的环境条件下施工,施工性和成膜性良好,涂膜性能及外观达到设计要求,受到了用户好评。

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