单罐装环氧富锌涂料

四川重防腐涂料/油漆总部   2012年04月07日 22:20   评论»  

单罐装环氧富锌涂料

摘要:开发了一种新型的环氧树脂,其末端酯基数量少,无极性基团且不饱和基团只存在于末端,提供树 脂高度的交联密度,兼具不饱和聚酯的优点,其成品较原环氧富锌漆更具耐化学品性、润湿性和柔韧性等。

0 引言

随着中国加入 WTO 和国内基础设施建设的迅速发展,工程项目更趋大型化。如跨海大桥、海上机场等,这些巨型工程处于恶劣的海洋环境中,钢结构的腐蚀十分厉害,需要长效防护涂层进行保护。其它的大型工程和设备,包括海上钻井等工程设施、船舶、集装箱、码头、矿井、铁路机车、 ( 核 ) 电站、大型运输和起重设备、石油化工设备、油罐、输送管道、煤气柜等,均要求涂层寿命达到十几年以上,少的也要有 5 – 1O 年。因此,在钢材表面涂装重防腐蚀涂料显得尤为重要。重防腐本身是一个系统工程,涂料是其重要组成部分,虽然重防腐涂料厚涂层能起到很好的屏蔽作用,但一旦涂层局部破损,破损的部位腐蚀很快,因此重防腐涂层的第一道底涂层大多采用富锌涂料 ( 或热电弧喷锌、铝 ) ,通过阴极保护来抑制损伤部位钢材腐蚀反应的发生,中涂采用厚浆型环氧云母氧化铁涂料等,面涂采用耐水、耐化学、耐候性优良的高固体分涂料,如聚氨酯面漆等。

传统重防腐底层均采用双组分环氧富锌系统,虽然环氧树脂漆有许多优点,诸如:对各种底材附着力好;抗化学品性能优良;含芳环而坚硬,但有醚键便于分子链旋转,具有一定的韧性;对湿面有一定的润湿力等,但也存在不足之处。

(1) 光化学性差。环氧树脂中含有芳香醚键,漆膜经 Et 光 ( 紫外线 ) 照射后,易降解断链,所以耐候性较差。

通常的双酚 A 系环氧树脂不耐户外 Et 晒,漆膜易失去光泽,然后粉化,不宜用作户外的面漆。例如我国秦皇岛煤码头,按德国某公司要求采用环氧树脂面漆,结果发生了粉化。

(2) 低温固化差。环氧树脂一般需在 10 ℃ 以上固化,在 10℃ 以下则反应缓慢而困难,对于大型物体,如船舶、桥梁、港湾、油槽等寒季施工实为不便,虽可 加些促进剂,但作用不明显。

(3) 施工固体分低。提高涂装厚度,能增强涂层的屏蔽能力,重防腐涂层的膜厚一般在 250 — 500 μ m ,这并非是常规防腐涂料增加复涂次数可以造就的。这样会带来大量溶剂对大气的污染,以至不能符合各国政府对涂料挥发性有机化合物 (VOC) 排放愈来愈严格的规定。高固体分厚浆型重防腐涂料,触变性能好,使每道涂层的干膜厚度可达 70 — 100 μ m ,某些重防腐涂料一次涂装可达干膜 50~ 1 000 μ m 。现今国际上主流是采用高固体分涂料产品,其固体含量 >70 %,它们完全符合涂料产品中有机挥发物含量 (VOC) 规定的要求,在固体含量 >80 %时, VOC 含量 < 335 g / L( 美国环保署 (EPA) 规定工业涂 料 VOC< 350 g / L) 。

(4) 双组分,施工麻烦。常规富锌油漆配合比为 10 : 1 — 12 : 1( 质量比 ) ,油漆工经常会由于固化剂 倾倒不彻底而施工,从而导致涂膜性能下降。综上所述,环氧树脂漆既有优点,又有不足之处。对此,我公司经技术革新解决了金属表面防腐 蚀问题及双组分变单组分的技术难题。

1 改性环氧树脂的制备

要克服传统环氧漆的弊病,首先要制备高性能的抗腐蚀树脂。我们以环氧树脂为主原料,经丙烯酸改性后制备的热固性树脂,其硬化特性与不饱和聚酯 (VP) 类似,经加成聚合交联反应,其化学结构.
(1) 以上结构已兼具环氧树脂与不饱和聚酯 (VP) 的优点,但又无环氧树脂之缺点——高粘度,不易加工及高单价。

(2) 对热固性树脂的一般化学腐蚀,大多数为酯键的水解或极性基团的氧化或卤化,如在最高级不 饱和聚酯 (VP) 的双酚 A 一马来酸聚酯化学结构中, 存在许多酯基,且末端为极性 (COOH) 及羟基 (OH) ,这些化学官能团基本上都会受到化学攻击,至于 ORTHO 与 ISO 型聚酯,当然比双酚 A 型更差。而我 们开发的树脂不仅酯基少 ( 只在末端基 ) ,分子末端亦无极性官能团,且末端酯基更有甲基提供立体保 障,所以相对的,耐化学品性要优于不饱和聚酯 (VP) 。

(3) 除上述酯基、极性基团的差异外,树脂的不饱和基团只存在末端基,不同于 ORTHO , ISO 型或双酚 A 型、VP 均存在于分子中,末端不饱和的设计,提供树脂高度的交联反应性,且硬化后树脂残存更少 的不饱和基团,所以能展现更优异的耐化学品性。

(4) 树脂的羟基设计在主链上,此二级羟基提供 树脂拥有快速的润湿功能及良好的粘接强度。

(5) 以双酚 A 为主链,提供树脂很好的物理性能及耐热性而醚键,则提供漆膜良好的柔韧性。 从以上结构中,可以得知该树脂具有优异的物 理化学性能、机械性能及各种抗性。

单罐装环氧富锌防锈漆的开发,克服了传统的双组分富锌涂料需 l0 ℃以上施工的弊端,解决了环氧树脂漆耐候性差的弱点,大大降低了 VOC 的排放量,漆膜性能完全达到并超过了传统双组分富锌涂料,且施工便捷,是传统意义上环氧涂料的更新换代 产品。

 

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