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《無溶劑環(huán)氧防腐涂料的制備和性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、無溶劑環(huán)氧防腐涂料的制備和性能研究郭超群，張超燦（武漢理工大學材料科學與工程學院，武漢430070）摘要：開發(fā)了一種以腰果酚改性胺為固化劑的無溶劑環(huán)氧防腐涂料，介紹了環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑以及填料等原料的選擇，探討了環(huán)氧樹脂與腰果酚改性胺的固化機理，并考察了硅烷偶聯(lián)劑對涂層防腐性能的影響。檢測結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂與腰果酚改性胺的固化主要以環(huán)氧基與胺基之間的反應為主；硅烷偶聯(lián)劑可以提高涂層的附著力，有效地增強涂膜的耐水性。關(guān)鍵詞：無溶劑；環(huán)氧防腐涂料；腰果酚改性胺；硅烷偶聯(lián)劑1引言以美國環(huán)保局1977年
2、提出的“4E”和美國加州的“66法則”為轉(zhuǎn)折點，涂料的發(fā)展朝著省資源、省能源、無污染方向發(fā)展[1]，相繼出現(xiàn)了水性涂料、粉末涂料、無溶劑涂料、輻射固化涂料、高固體分涂料等。這些產(chǎn)品的應用，使涂料產(chǎn)品中的有機溶劑用量大幅度下降，甚至不使用有機溶劑。無溶劑涂料，并不是沒有溶劑，而是這種溶劑可以溶解樹脂，并具有活性可與樹脂發(fā)生反應，成為涂膜的一部分。它對環(huán)境的污染是很小的，是目前防腐蝕涂料的重要發(fā)展方向之一。但是此類涂料由于體系黏度較大，適用期短，涂膜外觀質(zhì)量不夠理想，而且施工要求較高，因而價格也比較高，還
3、沒有得到較大范圍的應用。本文研究了一種以低黏度雙酚A型環(huán)氧樹脂為基料，添加阻隔性強的片狀填料與各類助劑，并以腰果酚改性胺為固化劑的無溶劑環(huán)氧防腐涂料。這種涂料黏度低，固化時間短，施工方便，流平性好，涂膜機械性和附著力優(yōu)異，且具有很好的耐腐蝕性能。2試驗部分2.1主要原料雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、E-44、E-20、E-12、E-06，巴陵石化；活性稀釋劑660（丁基縮水甘油醚）、207（聚丙二醇縮水甘油醚），腰果酚改性胺，聚酰胺固化劑；絹云母粉（Ⅰ型：800目；Ⅱ型：1000目）；流平劑、消泡劑、潤濕
4、分散劑、硅烷偶聯(lián)劑等助劑。2.2涂料制備甲組分：將環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、潤濕分散劑、消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑按配比稱量，加入到分散罐中，在轉(zhuǎn)速為300r/min下分散30min左右，體系均勻后，加入云母粉，待粉料添加完后，提高轉(zhuǎn)速至800r/min，分散1h，然后降低攪拌速度至300r/min，添加其余助劑，攪拌1~2h后，用80目的濾網(wǎng)過濾，封閉貯存。乙組分：腰果酚改性胺。2．3涂膜的制備按固化配比，取甲乙兩組分在室溫下攪拌均勻，放置15~20min后，用刷涂的方式在經(jīng)打磨除油處理的馬口鐵板上均勻涂膜。在
5、（25±2）℃下放置2天后，測試涂膜的基本性能。2．4性能測試2．4．1涂料及涂膜的基本性能黏度測試：將測試樣品溫度保持在（25±2）℃，采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計按GB/T10247—1988《黏度測試方法》進行測試。耐水性能：采用浸沸水法，將涂漆樣板的2/3面積浸掛在持續(xù)沸騰的蒸餾水中，為保持液面同一，并用沸騰的水進行補充，待達到規(guī)定的時間后取出樣板，目測檢查氣泡、生銹、失光、變色等破環(huán)現(xiàn)象。2．4．2交聯(lián)程度的測定交聯(lián)程度為已參與固化的組分占總的固化物的質(zhì)量分數(shù)。采用索氏提取器，因固化產(chǎn)物不溶于
6、甲苯，用甲苯作為提取液，連續(xù)抽提7h，再將試樣在80℃下放置24h后稱量。抽提剩余物的百分含量（δ）定義為抽提后固化產(chǎn)物的剩余質(zhì)量與抽提前產(chǎn)物的質(zhì)量之比,該百分含量可以表征環(huán)氧樹脂的交聯(lián)程度[2]。其中m1為抽提前的質(zhì)量，m2為抽提后的質(zhì)量。2．4．3紅外光譜分析采用傅立葉變換紅外光譜儀（Nexus型，美國熱電尼高力公司），分別對環(huán)氧樹脂E-51及E-51與腰果酚改性胺的固化物進行紅外光譜分析測試。3結(jié)果與討論3．1成膜原料的選擇3．1．1環(huán)氧樹脂型號的選擇環(huán)氧樹脂型號有很多，目前廣泛使用的大多是雙酚
7、A型環(huán)氧樹脂，因為這種結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂含有極性高、且不易水解的脂肪族羥基和醚鍵，對基材具有優(yōu)異的附著力，涂層具有極佳的防腐性能[3]。本文在選擇環(huán)氧樹脂型號時，對E-51、E-44、E-20、E-12、E-06幾種雙酚A型環(huán)氧樹脂進行性能比較。在常溫下，低相對分子質(zhì)量的E-51、E-44呈黏稠態(tài)，而其他幾種則是固態(tài)，為制備無溶劑涂料，較宜選用黏稠態(tài)的環(huán)氧樹脂，避免有機溶劑的使用。E-44的相對分子質(zhì)量較E-51大，成膜物的交聯(lián)密度小，防滲性能較差。而且E-44環(huán)氧樹脂為半固態(tài)，流平性差，不適合制備無溶劑
8、型涂料。E51環(huán)氧樹脂因相對分子質(zhì)量小，交聯(lián)密度大，分子鏈中羥基含量較少，這樣涂膜的耐水性就能得到提高，同時，缺少了羥基的催化作用，樹脂的反應活性降低，與固化劑的膠化時間延長，更有利于涂裝施工。經(jīng)過初步比較，選用環(huán)氧樹脂E-51作為成膜基料。3．1．2固化劑的選擇腰果酚改性胺類固化劑是以帶有不飽和雙鍵的C-15直鏈取代酚為基礎(chǔ)的。與脂肪族的聚酰胺相比，腰果酚改性胺在結(jié)構(gòu)上具備以下優(yōu)勢，見表1。表1腰果酚改性胺的結(jié)構(gòu)對固化狀態(tài)及性能的影響采用此類固化劑的環(huán)
