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简 介:通用型环氧底漆涂料采用双酚A型低分子环氧树脂为主要成膜物质,以液体酚醛改性,添加活性防锈颜料、填料(包括多功能填料)、附着力促进剂、消泡剂、流变剂等。使用腰果酚改性酚醛胺为固化剂,加入少许溶剂,配合成满足上述综合要求的通用型环氧底漆涂料。环氧涂料是防腐涂料中最常见的涂料。
原材料的选择:通用型环氧底漆涂料的选择遵循以下原则:
1. 成膜物质的选择
在防腐涂料所用的许多成膜物质中担当主角的是环氧树脂。目前常使用的是双酚A型环氧树脂,其结构中含有极性高、不易水解的脂肪族羟基和醚键,对底材有着优异的附着力,由此制成的涂层具有出色的防腐蚀性能。
在双酚A型环氧树脂中,比较了几种类型的环氧树脂,其中E-51、E-44在常温下呈粘稠态,其他类型的环氧树脂基本上为固态,但E-51虽符合制备高固体分涂料的条件,因其分子链中羟基含量较少,从而缺少其催化作用而降低了其反应活性。综合比较,选用E-44环氧树脂,其挥发分较少,环氧值也较高,这样交联密度也较高,使制成的涂层致密性高。
2. 固化剂的选择
固化剂选用带不饱和双键的C-15直链取代酚之腰果酚改性酚醛胺,这是因为与脂肪族聚酰胺比较,后者即使在5 ℃时,3 d时间与环氧树脂固化仅40 %,而腰果改性酚醛胺甚至在-5-10 ℃也能与环氧树脂完全固化,其具有的特点非聚酰胺所能比。此固化剂含有苯环。与双酚A型环氧树脂有更好的兼容性从而降低了涂料的黏度,且有着很好的渗透性,故能在带锈表面上涂装;其所含羟基能增加固化剂的极性,对底材的润湿性和粘结性可增强,因此可用于低表面处理级别的钢材表面,而且固化的涂膜表面光滑平整;其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,可在低温下快速固化;其所含不饱和双键的C-15直链给体系提供内增韧和良好的耐水性,而且对体系的固化反应有吃屎的空间位阻效应,使高固体含量的体系在快速固化的同时仍有良好的适用期,因此,通用型环氧底漆涂料采用赋有以上特征的JT-6015A环氧固化剂。
3. 液体酚醛树脂的选择
液体酚醛树脂黏度极低,故能起到普通溶剂的作用,将环氧树脂变成黏度极低的溶液,故可减少有机溶剂的使用,以利于施工,且它能与低相对分子量的环氧化合物在固化时参与反应,成为涂层的一部分,以此还可提高涂膜的韧性,并能满足环保的要求,使涂料的VOC减至尽可能低,该树脂含有羟基好酚羟基(1 %-2 %),有较好的润湿性,故能湿润并渗透到铁锈中,它也是防渗防锈剂的一种,因此,通用型环氧底漆涂料选用该液体酚醛树脂。
4. 活性防锈颜料的选择
通用型环氧底漆涂料选择了钼酸锌、磷酸钙和复合铁钛粉3种活性防锈颜料。
钼酸锌和磷酸锌都是无公害防锈颜料,磷酸锌的作用人们早已知晓;而钼酸锌防锈作用有二:一是钼酸离子或磷酸离子与铁离子形成结合物,起到类似锌铬黄的阳极钝化作用;二是钼酸盐水解产生相应的钼酸根,形成杂多酸。该杂多酸可与活性的铁锈(FeOOH)生成杂多酸类的结合物,从而对铁锈起稳定作用。
磷酸钙的防锈性能与红丹相当,优于锌铬黄、三聚磷酸二氢铝、磷酸锌防锈颜料,它能与铁反应生成磷酸铁,在金属表面形成一层钝化膜,阻止了金属的腐蚀,所形成的钝化膜在钢铁表面堵塞了许多小孔,降低了涂膜的渗透性,使钝化度大大提高而增强了防腐蚀效果。
复合铁钛粉是近年开发的一种环境友好型防锈颜料。其通过选定四氧化三铁为载体,将纳米粉体材料均匀的附着在载体粉上后形成复合铁钛粉。其防腐蚀机理有多种:一是载体的磷酸根离子与钢铁表面的铁分子反应生成磷酸铁铬盐,它牢固地附着在钢铁表面,从而保护了钢件;二是铁钛粉对钢铁具有亲和性和较强的附着力,可直接在钢铁表面被氧化成一层钝化膜,阻止电化学腐蚀产生;三是纳米粉体材料在很大程度上改变了涂膜的整体结构,且用量不大,使涂膜平整、致密而无针孔和气泡,有效阻隔了H20、Cl和O2等对钢铁表面的侵蚀,所以用复合钛粉制备的防腐涂料具有很强的防锈效果。
5. 一般防锈颜料的选择
通用型环氧底漆涂料选择氧化铁红和云母粉作为一般防锈颜料。氧化铁红耐热性高,具有良好的耐候性,对光、水和大气的作用很稳定,而且能强烈吸收紫外线,从而使氧化铁红所保护的物体免受紫外线的破坏,用于防腐涂料中是基于其制得的涂膜致密,对所覆盖物品起物理屏蔽作用,同时它对底材有防锈能力,能耐腐蚀气体,耐碱,着色力好,遮盖力强,价格也低。
云母粉属云母类矿物,是含水硅酸钾铝化合物,白云母的亚种,其晶体结构呈细微片状结构,高径厚比,有一定的弹性和机械强度,耐热性在550-600 ℃,具有较好的化学稳定性和耐酸碱性,对紫外线有较好的屏蔽效应,其在涂膜中以片状定向上下平行排列,而其纵横比相当高,因此容易形成较致密的保护层,使涂膜强度、抗渗透性、弹性都有一定的提高。
6. 助剂的选择
① 附着力促进剂的选择
涂层与底材的粘结好坏,直接影响到涂层的防腐蚀性能,为进一步提高涂层的黏结强度,添加适量的硅烷偶联剂,此助剂不仅可提高颜填料粒子与环氧树脂的粘结能力,而且还能与成膜物质粒子之间形成化学键或氢键,从而阻止防腐因子的迁移,使涂层与底材的附着力大大增强,提高了涂层的耐腐蚀性,基于此,选用KH-560。
② 其它助剂的选择
由于原料中含有密度较大的铁钛粉,所以必须使用防沉剂。使用优高分散性的有机膨润土SD-2,其效果甚好。由于该底漆固体含量,为防涂层起泡,以利于防腐蚀,所以采用BYK066N做消泡剂,效果明显。