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快干单组分含氯防腐涂料的研制
1970年01月01日 08:00 保温材料网

  快干单组分含氯防腐涂料的研制

  景引利,赵绍芬

  关键词:快干;单组分;含氯涂料;防腐涂料

  中图分类号:TQ630.7文献标识码:A文章编号:1009-169611-0007-04

  单组分含氯树脂防腐涂料具有良好的快干性能和防腐蚀性能,且能在低温下快速干燥成膜,甚至在零度以下的环境中也能涂装施工,不受气候、季节的影响。另外,因其涂膜含氯量高,涂层具有阻燃和防霉性能;复涂性也好,涂装间隔不受限制,层间划圈附着力较好[1]。因此含氯防腐涂料在工程及设备上有广泛的应用,对该系列防腐涂料的研发具有重要的意义。

  1·实验部分

  1.1涂料的制备

  将酚醛改性环氧树脂加入到含氯树脂中,再加入分散剂,用高速分散机低速分散均匀;按配比加入各种助剂及颜填料,高速分散均匀,制得其共混物;使用砂磨机将共混物研磨至合格细度,加入增塑剂制得涂料。含氯防腐涂料的配方见表1。

  1.2性能测试

  按照相关国家标准进行性能测试。

  2·结果与讨论

  2.1涂料的基本物理性能

  涂料基本物理性能的检测结果见表2。

  由表2可见:由于该涂料选用含氯树脂作为主体树脂,成膜时漆膜无交联反应,溶剂容易释放,使该涂料干燥较快,表干时间为10min,实干时间为7h,有利于缩短涂料施工周期;涂层物理性能较好,与金属底材具有较好的划圈附着力,达到2级;涂层具有较好的耐冲击性和柔韧性。

  2.2含氯树脂与酚醛改性环氧树脂配比对涂层防腐性能的影响

  在含氯树脂体系中拼入其它天然树脂或合成树脂,可明显提高含氯树脂体系的防腐性能[2]。本试验将含氯树脂与酚醛改性环氧树脂以不同配比复配,颜基比、颜填料和增塑剂品种及配比固定,制备涂料,考察涂层的干燥时间、机械性能和耐盐雾性能,实验结果见表3。

  由表3可见:随着酚醛改性环氧树脂加入量的增加,涂层防腐性能逐渐增强,但到达一定量时,随着酚醛改性环氧树脂加入量的增加,涂层的防腐性能反而下降。这可能是因为最初在涂层中加入酚醛改性环氧树脂,因其对金属底材优异的划圈附着力,提高了涂层对底材的划圈附着力,增强了涂层的防腐效果。但随着酚醛改性环氧树脂加入量的逐渐增加,其未交联部分使得涂层的致密性逐渐下降,从而影响了涂层的防腐效果。从表3可以看出,当含氯树脂与酚醛改性环氧树脂配比为100∶10时,该涂层的防腐性能最佳。2.3防锈颜料配比对涂层耐盐雾性能的影响

  防锈颜料主要有三类:本身具有化学活性,依靠化学反应起防腐作用的化学防锈颜料;本身具有惰性,不溶于水,起屏蔽作用的物理防锈颜料;具有比钢铁更低电位的活泼金属,能起到阴极保护作用的电化学防锈颜料。为提高防锈效果,通常采用化学防锈颜料及物理防锈颜料配合使用[3-4]。

  本试验选用具有化学活性的磷酸锌和铬酸锶,以及具有物理防锈作用的绢云母作为防锈颜料,制备了快干单组分含氯防腐涂料,并考察了三者不同配比对涂层防腐性能的影响,试验结果见表4。

  由表4可见:随着磷酸锌加入量的增加,涂层耐盐雾性增加,其加入量达8%后,涂层耐盐雾性增加的趋势变缓。综合考虑成本,涂料配方中磷酸锌的加入量确定为8%;随着铬酸锶加入量的增加,涂层的耐盐雾性增加。从成本考虑,铬酸锶加入量确定为2%;随着绢云母加入量的增加,涂层的耐盐雾性先增加,当达到8%时,涂层的耐盐雾性最好;以后随其加入量的增加,涂层的耐盐雾性反而降低;当其加入量达到14%时,涂层的耐盐雾性明显下降。这可能是因为绢云母的吸油量较大,当其加入量较高时,漆膜的致密性下降,空隙的存在反而有利于介质的渗透。因此,绢云母的加入量确定为8%。

  2.4颜基比对涂层防腐性的影响

  在制备涂料时,颜基比也是应考虑的重要因素之一。颜基比对涂料的理化性能和机械性能有着非常重要的影响。颜基比过高,没有足够的基料使得颜填料粒子充分润湿,颜填料粒子间隙中有空气存在,使漆膜出现空隙,诸如防腐性、附着力、成膜性等性能下降;颜基比过低,则涂层不能很好地保护基体,防腐性也下降,而且也导致涂料成本增加,遮盖力差等[5]。本实验固定颜填料和增塑剂品种及配比,调整颜基比,考察颜基比对涂层性能的影响,实验结果见表5。

  由表5可见:当颜基比在1.3∶1时,基料能完全润湿颜填料,形成致密的漆膜,涂层的耐盐雾性最佳。当颜基比>1.6时,颜填料不能被充分润湿,漆膜变得粗糙,致密性下降,涂层耐盐雾性下降较为明显;当颜基比为1.0∶1时,涂层的耐盐雾性下降也较明显。选择颜基比为1.3∶1较为适宜。

  2.5增塑剂用量的选择

  单独的含氯树脂制成的漆膜硬且脆,因此需加入一定量的增塑剂进行改性。含氯树脂与酚醛改性环氧树脂复配体系中,固定颜基比、防锈颜料配比,加入不同比例的增塑剂。考察增塑剂用量对涂层干燥时间、机械性能和耐盐雾性的影响,实验结果见表6。

  由表6可见:随着增塑剂用量的增加,涂层的耐盐雾性有所降低。增塑剂用量为5.5%~8.6%时,涂层柔韧性可达到2级,涂层的耐盐雾性仍较好。考虑到增塑剂用量过大对涂层耐介质性不利,故增塑剂用量确定为7.4%。

  2.6助剂的选择

  在涂料体系中,润湿分散剂的使用非常重要,其作用主要体现在:缩短分散时间、提高光泽、提高着色力和遮盖力、改善展色性和调色性、防止浮色发花、防止絮凝、沉降等。本实验选择毕克公司的BYK-110、BYK-104S、BYK-163润湿分散剂,分别将其与含氯树脂和酚醛改性环氧树脂进行混溶性试验,结果表明:BYK-163与该体系的混溶性良好,可作为该涂料体系的润湿分散剂,其用量为配方量的1%~2%。为防止涂料在贮存过程中发生沉淀等,加入防沉剂有机膨润土,其用量为配方量的1%。

  2.7溶剂的选择

  溶剂起调节涂料施工黏度的作用,满足施工性能要求,当施工结束后,要求溶剂以适宜的挥发速度挥发掉,溶剂挥发速度过快,漆膜流平性差,易出现针孔和黏结力下降等弊病;溶剂挥发速度过慢,会增加漆膜中溶剂残留量,影响其耐溶剂性和电性能。只有恰当地控制溶剂的挥发速度,才能有效地保证漆膜的优异性能。该涂料产品为常温快干型,采用对含氯树脂和酚醛改性环氧树脂溶解力强、挥发速率适中的混合溶剂m∶m=3∶1作为溶剂体系。在配方中比例为5%~17%。

  3·结语

  通过试验,含氯树脂与酚醛改性环氧树脂质量比为10∶1,磷酸锌用量为8%、锶铬黄用量为2%、绢云母用量为8%、增塑剂用量为7.4%,颜基比为1.3∶1时,该涂料单道涂层的耐盐雾时间可达500h以上,是一种优良的快干单组分防腐涂料。

  参考文献

  [1]金晓鸿.防腐涂料及涂装技术[J].材料开发与应用,2001,16:41-42.

  [2]居滋善.涂料工艺[M].第四分册.第2版.北京:化学工业出版社,1994.

  [3]何金花,张鑫,高延敏.磷酸锌对涂层耐腐蚀性能的影响[J].全面腐蚀控制,2008,22:41-43.

  [4]高延敏,袁浩,王晓艳.Cr2O3/KH-550改性绢云母及其对环氧涂料防腐性能的影响[J].江苏科技大学学报,2012,26:1.

  [5]张娟,陈岳林,蒋晨,等.无溶剂环氧重防腐涂料的制备及性能测试[J].广东化工,2012,39:32.

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