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环氧树脂地坪漆的性能研究

【索美网讯】摘要:郭晓军 , 何鱼游 , 李小朋 , 孟春辉 ( 中国石油集团工程技术研究院 , 天津 300451)  摘 要 : 以环氧树脂地坪漆为基料 , 分别对颜填料与树脂的比例、增塑剂的选择与加入量、消泡剂的选择与加入量、防沉淀剂的加入量 ...

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郭晓军 , 何鱼游 , 李小朋 , 孟春辉  ( 中国石油集团工程技术研究院 , 天津 300451)   摘 要 : 以环氧树脂地坪漆为基料 , 分别对颜填料与树脂的比例、增塑剂的选择与加入量、消泡剂的选择与加入量、防沉淀剂的加入量等进行了研究讨论 , 研制出具有良好的附着力、柔韧性 , 优异的耐盐雾性和耐光老化等特性的室外重防腐涂料。 关键词 : 环氧树脂地坪漆 ; 防腐涂料 ; 增塑剂 ; 消泡剂 ; 防沉剂 0  引 言 环氧树脂地坪漆是氯乙烯 - 乙烯基异丁基醚树脂的简称 , 是由 75% 氯乙烯和 25% 乙烯基异丁基醚共聚而成的聚合物。

环氧树脂地坪漆聚合物高分子的链结构 , 决定了其本身特有的性能 , 共聚物中的异丁基醚长链基团作为高分子链的支链存在 , 使得聚合物高分子不易堆砌紧密 , 结晶度降低 , 宏观表现为聚合物的柔韧性增强 , 说明乙烯基异丁基醚组分具有内增塑作用 , 使得聚合物形成的涂膜不加增塑剂已有足够的柔韧性 , 因而避免了因为添加外增塑剂的迁移损失而使涂膜变脆 。高分链中大量醚键的存在 , 使聚合物涂膜与底材有良好的附着力 , 即使在铝和锌金属的表面也有优良的附着力。

环氧树脂地坪漆重防腐涂料的性能研究共聚物中不含可皂化的酯键 , 并因结合的氯原子十分稳定 , 使涂料具有优良的耐水性、耐化学品腐蚀性。环氧树脂地坪漆中不含反应性的双键 , 因此不易为大气氧化而降解 , 其制成的涂层耐大气老化性优良、耐光稳定性优异、不易泛黄及粉化。

故由环氧树脂地坪漆制成的涂层具有良好的耐水解性、耐光性、耐候性和耐化学腐蚀性。另外 , 环氧树脂地坪漆与其他多种高分子材料具有良好的混容性、故可利用本身的优点来对其他树脂进行改性。

如可用其改性醇酸树脂涂料 , 能加快醇酸树脂涂料的干燥速度、增加涂层的耐候性、减少涂层剥落的趋向。德国 BASF 公司合成环氧树脂地坪漆后 , 随即在国外对其进行了开发利用 , 在防腐涂料、建筑涂料、防火涂料、食品容器和包装涂料方面得到很好的应用。

随后日本吴羽公司、美国 GAF 公司也开始生产该种树脂。 2002 年以后 , 兰州中顺集团、杭州电化集团公司等单位也开始了该种树脂的生产 , 使树脂价格大大下降 , 这就为其能广泛推广应用奠定了基础。

目前国内环氧树脂地坪漆主要应用于油墨行业 , 在防腐涂料领域应用较少。本项目研究主要内容是以环氧树脂地坪漆为基料 , 研制具有良好附着力、优异的耐盐雾性和耐光老化特性的室外重防腐涂料。

1  实验部分 1. 1  实验原料 环氧树脂地坪漆 MP - 45: BASF 公司 ; 二氧化钛 R930: 日本进口 ; 氯化石蜡 : 上海氯碱化工厂 ; 消泡剂 : 德国 BYK 公司 ; 紫外光吸收剂 : 台湾永光公司 ; 气相二氧化硅 : 德固赛公司。 1. 2  实验方法 1. 2. 1 涂料的配制 利用高速分散机将环氧树脂地坪漆溶于混合溶剂中 , 配制成 40% 的溶液待用 ; 按表 1 配方分别将增塑剂、颜填料、防沉剂加入 40% 的氯醚溶液中 , 混合搅拌后 , 用锥形磨研磨两遍 ; 在高速分散的条件下 , 加入消泡剂 , 用溶剂调节涂料黏度为 110s, 高速分散 10 min, 即得涂料成品。

表1 涂料配方 1. 2. 2 样板及试棒的制备 按国标 GB /T1727 ? 1992 漆膜一般制备法的要求 , 制备试片与试棒。其中耐盐雾性和耐光老化的试片、试棒的制备采用两道底漆三道面漆的涂层结构 , 涂层涂刷间隔保持在 4 h, 每道干膜厚度为 40 μ m 左右 , 干膜总厚度大于 200 μ m 。

1. 2. 3 性能测试 涂料及涂层的理化性能按相应的国家标准进行测试 , 测试结果如表 2 所示。 2  结果与讨论 2. 1  颜基比对涂层性能的影响 表 2  涂料及涂层的理化性能指标 颜基比是涂料配方的基础 , 对于室外防腐涂料 , 颜填料过多 , 使涂层的理化性能大大下降 , 如表面成膜性差、耐候性下降等 ; 颜填料过少 , 涂层遮盖力差、成本增加、涂料的综合性能下降。

在本项目的研究中 , 面漆中选用了金红石型二氧化钛、滑石粉、酞菁蓝、铬黄等耐候型颜填料 ; 底漆中选用了氧化铁红、滑石粉、重晶石粉、磷酸锌、氧化锌等颜填料 ; 实验结果如表 3 所示。 表 3  颜基比对面漆、底漆性能的影响   从表 3 可以看出 , 当涂料中颜填料与树脂比例过大时 , 涂料成膜性、理化性能都较差 , 随着树脂含量的增加 , 涂层综合性能变好 , 但同时涂料成本也随之增加。

因此 , 面漆合适的颜基比为 0 . 8 ∶ 1; 底漆合适的颜基比为 2 ∶ 1 。 2. 2  增塑剂对涂层性能的影响 环氧树脂地坪漆本身有较好的内增塑作用 , 但由于颜填料的加入 , 仅仅内增塑作用是不够的 , 需加入外增塑剂 , 外增塑剂的量应当越少越好 , 因为随着时间的推移 , 外增塑剂会向涂层表面迁移损失而使涂层变脆。

通过实验研究 , 确定以氯化石蜡为增塑剂 , 效果明显。增塑剂对涂层性能的影响见表 4 。

从表 4 可看出 , 在该项目中增塑剂在面漆、底漆中的加入量分别为 25% 和 40% 时 , 涂层综合性能最好。 2. 3  防沉剂对涂料性能的影响 防沉剂的量要适中 , 过少起不了防沉淀作用 , 过多会使涂料黏度增大、影响施工性能 , 同时增加成本。

在本研究中 , 选用了气相二氧化硅作为防沉剂 , 它同时可赋予涂料良好的触变性。防沉剂对涂料性能的影响见表 5 。

表 4  增塑剂对涂层性能的影响 注 : 增塑剂的含量是其相对树脂质量的百分数。 表 5  防沉剂对涂料性能的影响 注 : 防沉剂的用量是以涂料质量计。

从表 5 实验数据可看出 , 当防沉剂在面漆、底漆中的加量分别为 0 .8 和 1 . 5% 时 , 涂料综合性能最好 , 施工性最佳。 2. 4  消泡剂对涂料性能的影响 消泡剂必须具有减弱和消除泡沫的能力 , 使用不当会产生副作用 , 除引起缩孔外 , 还会引起附着力降低、涂膜光泽下降等弊病 。

消泡剂对涂料性能的影响见表 6 。从表 6 试验数据可看出 , BYK 公司的 A 类消泡剂的用量少 , 效果明显 , 价格适中且对涂层附着力没有影响 , 故选择 A 类消泡剂 , 用量面漆为 1 . 6% 、底漆为 1 . 8% 。

B 、 C 类用量较大 , 不适合 , 且当用量过大时 , 还影响涂层的附着力。 2. 5  涂料的中试应用 环氧树脂地坪漆重防腐涂料附着力强 , 具有优异的耐候性、耐盐雾性、耐光老化等 , 适用于室外钢结构、贮罐、管线等的防腐蚀。

涂料研制成功后 , 于 2005 年 9 月在中石油大港油田的 2 个 500 m 3 溶剂罐进行了中试应用。钢材表面采用喷砂除锈 , 除锈等级达到 GB /T 8923 规定的 Sa2 .5 级 , 涂层结构为两道底漆、三道面漆 , 涂层干膜总厚度为 200 μ m 。

经过 4 个多月的使用 , 涂层完好 , 没有发现任何问题 , 应用效果良好。 表 6  消泡剂对涂料性能的影响 3  结 语 环氧树脂地坪漆防腐涂料具有良好的附着力、柔韧性等特性 , 即使在铝和锌金属的表面也有优良的附着力 , 应用范围广泛 ; 涂层的耐盐雾达 2 500 h 、耐光老化性达 2 000 h 以上 , 这在外防腐涂料中是很突出的。

总之环氧树脂地坪漆防腐涂料是综合性能优异的室外重防腐蚀涂料 , 应用前景良好。

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