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          高性價(jià)比

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          應(yīng)用技術(shù)論壇

          提高水性環(huán)氧防腐底漆耐鹽霧性的辦法

          發(fā)布時(shí)間:2020-02-24 瀏覽量: 來源: 本站 作者: 盧學(xué)軍

                                         提高水性環(huán)氧防腐底漆耐鹽霧性的辦法

          (長沙新德航化工有限公司  盧學(xué)軍

           

          用水性環(huán)氧制作底漆具有附著力好,涂膜致密,耐腐蝕,耐水,耐鹽霧等諸多優(yōu)秀的性能。到底何種體系的水性環(huán)氧體系具有更高的耐鹽霧性呢?本文從分子結(jié)構(gòu)和防腐原理入手,詳細(xì)分析了影響耐鹽霧性的多種因素,可為水性環(huán)氧防腐底漆的配方設(shè)計(jì)提供參考作用。

           

          關(guān)鍵詞:樹脂固化體系  濕態(tài)附著力  乳膠粒子  Tg   憎水性  自乳化 交聯(lián)密度

           

          1、 使用助劑,提高碳鋼鈍化膜的質(zhì)量。如鈍化型抗閃銹劑,可增強(qiáng)干態(tài)和濕態(tài)的附著力;如水分子阻換劑,將粘接界面變成疏水型;如硅烷偶聯(lián)劑,可提高界面附著力。

          2、 提高涂膜干態(tài)和濕態(tài)下的附著力,需要選擇一個(gè)合適的樹脂固化體系。親水基含量相對(duì)較高的體系往往濕態(tài)粘接強(qiáng)度差,水分子滲透到界面的可能性大增。

          2-1 固化后的涂膜疏水性越強(qiáng),水分就越難以滲透。

          2-2 固化后的涂膜跟底材的濕態(tài)附著力越好,水分就難以滲透到界面。一方面取決于體系產(chǎn)生的羥基越多,跟底材的附著力越好,如多氨基的固化體系,另一方面取決于體系的憎水性和濕態(tài)下剝離強(qiáng)度要高。

          2-3經(jīng)過鈍化的金屬界面附著力更優(yōu)。

          3、 涂膜的Tg>35°C,這樣鹽霧試驗(yàn)中,涂膜不會(huì)軟化,變形小就不易起泡。需要選擇一個(gè)合適的樹脂固化體系。

          3-1油性環(huán)氧的很容易Tg>35°C,因?yàn)榫囿w系中環(huán)氧樹脂分子和固化劑分子充分接觸纏繞,水性環(huán)氧則不同,以下因素會(huì)制約其交聯(lián)度。

          3-1-1 乳膠粒子的大小,粒子越粗,粒子中間部位很難接觸到樹脂或固化劑的分子,交聯(lián)密度下降,體現(xiàn)為涂膜硬度不夠。反之,則固化度提高,Tg提高。

          3-1-2 樹脂和固化劑的相容性,影響接觸機(jī)率。

          3-1-3二者的配比取決于殘留量,樹脂殘留多,則固化劑要減量。

           3-1-3-1,固化劑為水溶性的,樹脂為乳液,則樹脂殘留多,所以固化劑要適當(dāng)減量;EP750/MH6610

          3-1-3-2樹脂固化劑均為乳膠粒子,則樹脂固化劑均會(huì)殘留,粒子大的組分殘留多,可考慮等當(dāng)量;

          3-1-3-3自乳化環(huán)氧樹脂乳化油性固化劑的體系,硬度上來相對(duì)較慢,樹脂固化劑均會(huì)殘留,但樹脂殘留多,固化劑殘留少,所以固化劑要適當(dāng)減少;如:EP750/MH6600,EP750/MH6616

          3-1-3-4水乳型固化劑乳化油性環(huán)氧的體系,硬度上來相對(duì)較,樹脂固化劑均會(huì)殘留,但樹脂殘留多,固化劑殘留少,所以固化劑要適當(dāng)減少;如:MH6618/128

          3-1-3-5乳液型自乳化固化劑配合自乳化環(huán)氧體系,二者可相互乳化,相容性較好,二者接觸充分,盡管二者均有殘留,但相對(duì)殘留少,可考慮等當(dāng)量配比。該體系相對(duì)具有更高的耐鹽霧參數(shù)。如:EP750/MH6618

          3-1-4 固化劑分子中氨基和剛性基團(tuán)的數(shù)量。氨基多,交聯(lián)度高,剛性基團(tuán)多,Tg和涂膜硬度相對(duì)就較高,所以不易起泡。如:EP750/MH6605

          3-2 固化的溫度和時(shí)間,影響交聯(lián)度,從而能影響Tg。

          3-3 固化體系的活化能,影響交聯(lián)度和固化速度,從而能影響Tg。

          如:EP750/MH6600,EP750/MH2805

          4、 合適的顏基比,使樹脂能充分浸潤顏料體系。一般PVC25-35%是比較合適的選擇范圍,

          5、 形成堿性涂膜,可阻止電化學(xué)反應(yīng),防止析出氫氣導(dǎo)致鼓泡,一個(gè)合適的樹脂固化體系。

          5-1腐蝕發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng):

          在一般情況下,只要水中有0.4摩爾/升的鹽的濃度,鈉和氯離子就可以穿過涂膜擴(kuò)散,因此在有鹽霧的情況下,下列陰極反應(yīng)就可能發(fā)生:

          陰極:有氧存在時(shí):O2 + 2H2O + 4e =4OH-
                              無氧存在時(shí):2H+ + 2e=H2   (因?yàn)?/span>水存在電解平衡:OH- + H+ = H2O)

          對(duì)應(yīng)的陽極也發(fā)生以下反應(yīng):

                   陽極:Fe-2e=Fe2+   

          陰極和陽極反應(yīng)的結(jié)果,生成氫氧化亞鐵,隨后氧化成帶結(jié)合水的三氧化二鐵。

          離子透過涂膜比水和氧鹽慢得多,涂膜所含羥基離節(jié)后使其帶負(fù)電,因此會(huì)選擇性的吸收陽離子透過涂膜(如鈉離子)。經(jīng)研究證實(shí),陽離子透過涂膜結(jié)果使得涂膜起泡脫落。

           5-2無氧存在時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫氣,這就是上面說到的涂膜發(fā)生鼓泡的另外一個(gè)原因。

          從以上兩個(gè)陰極反應(yīng)可以看出只要涂膜的PH值呈堿性且很高的話,反應(yīng)就不會(huì)向右進(jìn)行從而阻止了氧分子的溶解;在無氧存在時(shí)由于PH較高,這樣H+濃度就非常的低,釋氫反應(yīng)就不會(huì)發(fā)生。故就抑制了陰極反應(yīng),沒有了陰極反應(yīng)陽極反應(yīng)自然也就大大減低了。陰陽兩極反應(yīng)的停止就阻止了電子的傳遞,故涂膜的電阻就不會(huì)降低同時(shí)保持良好的防腐性。

          6、 顏填料的選擇。尤其是防銹顏料的選擇.防銹顏料分為物理防銹和化學(xué)防銹兩種,前者有云母氧化鐵和超細(xì)云母粉,這些片狀物料能增強(qiáng)漆膜的致密性,對(duì)腐蝕介質(zhì)起屏蔽作用,降低滲透率;后者如鉛系、鉻酸鹽、磷酸鹽顏料,原采用磷酸鋅和三聚磷酸鋁,后在配方中使用一種新型的復(fù)合磷酸鋁為主防銹顏料,以磷酸鋅和三聚磷酸鋁為輔,磷酸鹽離解產(chǎn)生的磷酸根可使金屬表面鈍化,引起陽極極化,而鋅粒子和鋁離子則在陰極反應(yīng)引起陰極極化??纱蟠筇岣咄磕さ姆冷P能力。

           

          7、交聯(lián)密度(參照第3點(diǎn)),需要一個(gè)合適的樹脂固化體系。

          7-1乳膠粒子的大小,影響樹脂和固化劑的混合均勻度,從而影響交聯(lián)度。選擇粒徑小的環(huán)氧或者固化劑乳液,具有更高的交聯(lián)密度。

          7-2多官能度的樹脂和固化劑體系,提高交聯(lián)密度。

          7-3相容性好,成膜性好,影響混合均勻度和相互接觸機(jī)率,從而影響交聯(lián)度。

          7-4合適的固化溫度和時(shí)間。

          7-5樹脂和固化劑體系的活化能?;钚愿叩沫h(huán)氧體系在相同溫

          下具有更高的交聯(lián)度和更快的固化速度。

          7-6樹脂/ 固化劑的當(dāng)量比,影響交聯(lián)度。

          8、涂膜的的厚度

          當(dāng)然耐鹽霧性能也跟涂膜的厚度也有相當(dāng)大的關(guān)系,涂膜厚水氧分子要穿透涂層需要的時(shí)間就長。耐鹽霧性與涂膜厚度成正比。

          9、樹脂中單官能團(tuán)或增塑型乳化劑的含量

          9-1外乳化類型通過添加乳化劑后相轉(zhuǎn)變的方式乳化環(huán)氧,乳化劑有單環(huán)氧基的或者增塑型的,往往需要添加10-20%才能充分乳化環(huán)氧樹脂,影響固化物的致密性和耐熱性、硬度、耐腐蝕性等參數(shù),自乳化性環(huán)氧乳液為雙官能團(tuán)環(huán)氧樹脂接入親水基,交聯(lián)密度高,耐腐蝕性相對(duì)較高。

          9-2.EP380\EP750自乳化環(huán)氧體系,配合胺類固化劑及堿性顏料固化后形成了堿性較高的涂膜,可阻止電化學(xué)反應(yīng),抑制腐蝕金屬和防止陽離子堆積和析出氫氣導(dǎo)致起泡。

          10、環(huán)氧固化劑體系中親水基和疏水基的相對(duì)和絕對(duì)數(shù)量

          10-1親水基含量高,如親水型分子結(jié)構(gòu)的固化劑,固化后的涂膜水分透入的機(jī)率大增,耐鹽霧性受影響。

          10-2反之,疏水基含量高,如油性固化劑,固化后形成的涂膜具有天然憎水性,濕態(tài)附著力提高,水分透入的機(jī)率減少,耐鹽霧性較高。

          10-3親水基和疏水基含量均高,相比單純的親水基含量高,固化后的涂膜具有一定的疏水性,耐鹽霧性相對(duì)提高。

          10-4環(huán)氧固化劑體系相對(duì)較少的親水基具有更高的憎水性、濕態(tài)附著力和耐鹽



          參考資料:


          1、水性環(huán)氧涂料防腐涂料耐鹽霧性能研究  曾凡輝  陳紅梅 謝續(xù)江(株洲時(shí)代絕緣有限責(zé)任公司 湖南 412001)

          2、水性環(huán)氧涂料耐鹽霧性影響因素的研究  沈春華 杜飛飛 姚唯亮  金賢君  (上海涂料有限公司技術(shù)中心 上海 200062)

          3、水性環(huán)氧體系對(duì)金屬防腐底漆耐鹽霧性的影響 盧學(xué)軍(長沙新德航化工有限公司 湖南長沙 410000)

          4、涂料鹽霧 百度文庫

          5、提高涂料耐鹽霧性的辦法  百度文庫

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