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本文主要介紹了改性環(huán)氧重防腐粉末涂料的配方設(shè)計,討論了影響涂膜功用的諸多要素,并對涂膜物理機械功用和耐化學(xué)品腐蝕功用進行了研討。

重防腐粉末涂料首要側(cè)重于對底材的維護功用,其優(yōu)秀特性首要體現(xiàn)在涂層的優(yōu)秀抗化學(xué)品性、耐溶劑、優(yōu)異的物理功用、杰出的附著力、較高的玻璃化溫度和杰出電絕緣性。

施工工藝簡易,不需底漆可一次厚涂,快速固化有利于流水線作業(yè),易于檢測與修補,涂層質(zhì)量易于控制等等。

近年來,粉末涂料以其安全高效、無污染等特點在重防腐領(lǐng)域特別是在管道重防腐方面得到快速推廣應(yīng)用。從開始的石油天然氣管道防腐擴大到城市地下污水管網(wǎng)防腐,并進一步擴大到建筑鋼筋、鋼纜的防腐涂裝。雖然我國粉末涂料的產(chǎn)值現(xiàn)已非常巨大,但首要還是裝飾性粉末涂料,真正滿意重防腐功用的粉末涂料還很少,尤其是快速固化重防腐粉末涂料。

本文首要對改性環(huán)氧重防腐粉末涂料配方的設(shè)計進行了詳細的實驗,詳細闡述了各種顏料、助劑等諸要素對涂膜功用的影響,并對涂膜物理機械功用和耐化學(xué)品腐蝕功用進行了研討。

1實驗部分

1.1原材料

重防腐粉末涂料用原材料：改性環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂、改性交聯(lián)劑、催化劑、鈦白粉、潮濕劑、沉淀硫酸鋇、流平劑、安息香、活性硅微粉、蠟粉。

1.2實驗設(shè)備

微破壞機、SLJ-30熔融擠出機、振動篩(150～200目)、靜電噴槍、高溫恒溫烘箱。

1.3涂料及試板制備

1.3.1涂料制備

改性重防腐粉末涂料的制粉工藝采用常見的熔融混合擠出法,混合物料通過高溫熔融擠出、壓片冷卻、破碎、研磨破壞、篩分,然后靜電噴涂施工。實驗用配方見表1。

1.3.2試板制備

將原材料嚴(yán)格按照表1配方稱量而且混合均勻,利用SLJ-30擠出機擠出(一區(qū)溫度控制在105℃,二區(qū)溫度控制在110℃),烤箱溫度為(230±2)℃,烘烤時刻為90s,制備試板,檢測所用基材見表2。

注：試板做好后在恒溫恒濕室內(nèi)放置24h今后檢測。

2結(jié)果與討論

在制粉的試驗配方研討中發(fā)現(xiàn),不同樹脂的挑選、催化劑的用量、填料的品種及用量、烘烤溫度、烘烤時刻等對制粉功能有較大的影響,同一配方的粉末涂料涂膜的厚度以及噴涂在不同的基材外表時,物理機械功能也有較大的差異。

2.1不同樹脂的挑選對涂料的影響

環(huán)氧樹脂由于分子結(jié)構(gòu)中很多的苯環(huán)、醚鍵、羥基結(jié)構(gòu),對基材特別是金屬基材具有優(yōu)異的附著力,耐熱、耐化學(xué)腐蝕,構(gòu)成的涂層具有優(yōu)異的機械強度,如硬度、耐冷熱沖擊與機械沖擊等功能。

現(xiàn)在重防腐粉末涂料所選用的環(huán)氧樹脂主要為中分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂與酚醛環(huán)氧樹脂。

考慮到涂層防腐與附著力要求,要求軟化點較高,而環(huán)氧值不能太低,確保構(gòu)成的涂層既有較好柔耐性又要有必定的交聯(lián)度,以確保涂膜的附著力與外表硬度。

但純雙酚A環(huán)氧樹脂只有分子結(jié)構(gòu)的兩頭有環(huán)氧基,為了得到好的耐性與較高軟化點,所以只能挑選環(huán)氧值較低的樹脂,但其固化產(chǎn)物交聯(lián)密度低,帶來的結(jié)果是耐化學(xué)功能與耐熱性不夠好,涂層硬度、耐磨性及附著力也不夠好。

酚醛環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中可有多個環(huán)氧基,固化產(chǎn)物的交聯(lián)密度與芳香密度都比較高,涂膜的硬度與耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性及對基材的附著力都比較好。

因而,國外在設(shè)計重防腐粉末涂料配方中多挑選酚醛環(huán)氧樹脂或改性酚醛環(huán)氧樹脂。

酚醛環(huán)氧樹脂雖有較好的防腐功能,但全部選用酚醛環(huán)氧樹脂特別是當(dāng)酚醛環(huán)氧樹脂環(huán)氧值較高時,或許導(dǎo)致固化物脆性大,低溫曲折與沖擊功能較差,兩者各有優(yōu)缺點。

因而,在酚醛環(huán)氧樹脂中參加部分雙酚A型環(huán)氧樹脂,有助于進步其耐低溫曲折與沖擊功能,酚醛環(huán)氧/雙酚A環(huán)氧混合比例在80/20～20/80,見表3。

表3兩種環(huán)氧樹脂的不同比例對涂料功能的影響

由表3能夠看出酚醛環(huán)氧/雙酚A環(huán)氧對涂層功能的影響規(guī)律是：隨酚醛環(huán)氧用量增加,涂膜附著力、硬度、耐化學(xué)腐蝕才能增加,但柔韌性、耐曲折沖擊功能下降,具體比例還與所選擇的促進劑體系、顏填料品種與用量及涂膜所要求的最終功能有關(guān)。

在兩者比例為70/30時,物化功能到達最佳,由此固定兩種環(huán)氧樹脂的應(yīng)用比例做后續(xù)實驗。

2.2催化劑的用量對涂膜物理機械功能的影響

催化劑二甲基咪唑在改性環(huán)氧重防腐粉末涂料中直接關(guān)系到涂膜的成膜程度,其增加量的不同對涂膜的物理機械功能有著較大的影響,見表4。

注：烘烤條件為230℃/1.5min,涂膜厚度70～80μm。

由表4中可以看出在相同條件下,催化劑的用量占整個配方質(zhì)量的0.7%～0.8%時,涂膜的物理性能是最好的,由此固定催化劑的用量做后續(xù)試驗。

2.3填料的品種及用量對涂膜耐介質(zhì)性能影響

2.3.1填料的品種對涂膜耐介質(zhì)性能影響

別離考察了沉淀硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、活性硅微粉,見表5。

注：常溫90d,填料量為配方總質(zhì)量的30%。

2.3.2填料的增加量對涂膜耐介質(zhì)性能影響

不同的填料進行配方設(shè)計如表6所示。填料增加量對涂膜耐介質(zhì)的影響如表7所示。

由表5、表6、表7能夠看出,合適改性環(huán)氧重防腐粉末涂料的填料為沉積硫酸鋇和活性硅微粉,兩者相搭配的比例為1:2,由此固定填料的種類和使用比例做后續(xù)試驗。

2.4固化條件對涂膜的影響

涂膜的烘烤時間及烘烤溫度對涂膜的固化程度有著較大的影響,見表8、表9。

(1):固化時間均為90s。

由表8、表9能夠看出,改性環(huán)氧重防腐粉末涂料的最佳固化條件為230℃·90s。

2.5基材對涂料的影響

在噴涂實驗中發(fā)現(xiàn),改性環(huán)氧重防腐粉末涂料在馬口鐵板、鋁型材、鍍鋅鋼材表面以及管材的內(nèi)外壁噴涂時所形成的涂膜及流平功能較好,但在鑄件、多孔基材和結(jié)構(gòu)雜亂的構(gòu)件表面噴涂時,邊角處上粉率低,涂膜表面容易出現(xiàn)針孔。

在實驗中咱們通過功能性助劑的挑選,尤其是在使用了多孔基材潮濕劑以后,不只提高了邊角上粉率,還改進了涂膜的表觀及各種物理功能。

3物理化學(xué)功能檢測

實驗過程中選用金紅石型鈦白粉作顏料,在室溫條件下進行改性環(huán)氧重防腐粉末涂料的物理機械功能和耐化學(xué)品腐蝕實驗,實驗成果見表10。

表10改性環(huán)氧重防腐粉末涂料的物理化學(xué)功能

注：所有樣板在恒溫恒濕室內(nèi)放置24h以后檢測,耐介質(zhì)浸泡90d

4結(jié)論

改性環(huán)氧重防腐粉末涂料具有優(yōu)異的機械性能和耐化學(xué)品腐蝕性能,其防腐性能遠優(yōu)于當(dāng)前市場上常見的防腐涂料,同時它還具有快速固化的特點,非常適合鋼筋、管道等物體的防腐應(yīng)用。