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《無(wú)溶劑環(huán)氧防腐涂料的制備和性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、無(wú)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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，武漢430070）摘要：開(kāi)發(fā)了一種以腰果酚改性胺為固化劑的無(wú)溶劑環(huán)氧防腐涂料，介紹了環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、稀釋劑以及填料等原料的選擇，探討了環(huán)氧樹(shù)脂與腰果酚改性胺的固化機(jī)理，并考察了硅烷偶聯(lián)劑對(duì)涂層防腐性能的影響。檢測(cè)結(jié)果表明，環(huán)氧樹(shù)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(yīng)為主；硅烷偶聯(lián)劑可以提高涂層的附著力，有效地增強(qiáng)涂膜的耐水性。關(guān)鍵詞：無(wú)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(guó)環(huán)保局1977年
2、提出的“4E”和美國(guó)加州的“66法則”為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，涂料的發(fā)展朝著省資源、省能源、無(wú)污染方向發(fā)展[1]，相繼出現(xiàn)了水性涂料、粉末涂料、無(wú)溶劑涂料、輻射固化涂料、高固體分涂料等。這些產(chǎn)品的應(yīng)用，使涂料產(chǎn)品中的有機(jī)溶劑用量大幅度下降，甚至不使用有機(jī)溶劑。無(wú)溶劑涂料，并不是沒(méi)有溶劑，而是這種溶劑可以溶解樹(shù)脂，并具有活性可與樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)，成為涂膜的一部分。它對(duì)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(jià)格也比較高，還
3、沒(méi)有得到較大范圍的應(yīng)用。本文研究了一種以低黏度雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂為基料，添加阻隔性強(qiáng)的片狀填料與各類助劑，并以腰果酚改性胺為固化劑的無(wú)溶劑環(huán)氧防腐涂料。這種涂料黏度低，固化時(shí)間短，施工方便，流平性好，涂膜機(jī)械性和附著力優(yōu)異，且具有很好的耐腐蝕性能。2試驗(yàn)部分2.1主要原料雙酚A型環(huán)氧樹(shù)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(rùn)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(shù)脂、活性稀釋劑、潤(rùn)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(guò)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(cè)試涂膜的基本性能。2．4性能測(cè)試2．4．1涂料及涂膜的基本性能黏度測(cè)試：將測(cè)試樣品溫度保持在（25±2）℃，采用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)按GB/T10247—1988《黏度測(cè)試方法》進(jìn)行測(cè)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(jìn)行補(bǔ)充，待達(dá)到規(guī)定的時(shí)間后取出樣板，目測(cè)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(cè)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?jǐn)?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(shù)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(guó)熱電尼高力公司），分別對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂E-51及E-51與腰果酚改性胺的固化物進(jìn)行紅外光譜分析測(cè)試。3結(jié)果與討論3．1成膜原料的選擇3．1．1環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)的選擇環(huán)氧樹(shù)脂型號(hào)有很多，目前廣泛使用的大多是雙酚
7、A型環(huán)氧樹(shù)脂，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂含有極性高、且不易水解的脂肪族羥基和醚鍵，對(duì)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(shù)脂型號(hào)時(shí)，對(duì)E-51、E-44、E-20、E-12、E-06幾種雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行性能比較。在常溫下，低相對(duì)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(wú)溶劑涂料，較宜選用黏稠態(tài)的環(huán)氧樹(shù)脂，避免有機(jī)溶劑的使用。E-44的相對(duì)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(shù)脂為半固態(tài)，流平性差，不適合制備無(wú)溶劑
8、型涂料。E51環(huán)氧樹(shù)脂因相對(duì)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(shí)，缺少了羥基的催化作用，樹(shù)脂的反應(yīng)活性降低，與固化劑的膠化時(shí)間延長(zhǎng)，更有利于涂裝施工。經(jīng)過(guò)初步比較，選用環(huán)氧樹(shù)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(shì)，見(jiàn)表1。表1腰果酚改性胺的結(jié)構(gòu)對(duì)固化狀態(tài)及性能的影響采用此類固化劑的環(huán)
