长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料
张善贵1,刘秀芝2,刘登良1
(1.海洋化工研究院,青岛266071;2.济南石油化工设计院 ,山东250100)
(3) 耐盐雾试验
当前,压载舱防腐涂料是高固体分和无溶剂厚涂型环氧涂料,一道干膜厚度达100mm 以上。使用多的是高固体分环氧煤焦沥青涂料,虽然它具有优异的耐盐水和低表面处理施工适应性,但因煤焦沥青含有致癌物,其使用范围受到了限制。沥青的替代品芳香C9石油树脂和古玛隆树脂兼有性能和价格两者的优势开始得到应用,但它们的软化点较高,需用液体氯化石蜡或邻苯二甲酸酯增塑[1],只能制成高固体分厚涂型防腐涂料,使用时仍存在溶剂挥发污染环境的问题。无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料的研究先有文献报道,且已在压载舱上进行了试用,但因其施工时存在粘度增加太快,使用期短,施工性能不理想等缺陷,其大面积推广应用受到了限制。因此,低表面处理、长效无溶剂纯环氧防腐涂料很快在压载舱上得到应用,是舰船建造和维修使用部门所期盼的产品。它是海洋化工研究院近十年来对无溶剂纯环氧防腐涂料在研究总结的基础上,开发出的一种新型的长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料,在施工、使用等方面完全满足压载舱内壁防腐、保护的实际需要。
1 实验部分
1.1 材料的选择[2]
1.1.1 环氧树脂的选择。环氧树脂的分子量不同对涂料的性能有不同的影响,选用何种分子量的环氧树脂,取决于所采用的固化体系和所制备的漆的类型及施工应用性能等因素。因此,研究中选用的环氧树脂必须具备:(1)综合性能好,价格适中;(2)能制备无溶剂涂料的液体环氧树脂,并利于增加颜、填料的加入量,降低成本,改善涂料的耐热性,减少固化收缩;(3)固化物交联密度大,漆膜耐热性能好。实验中选用了低粘度、低分子量的双酚A 型环氧树脂。
1.1.2 环氧树脂固化剂的选择。(1)与各材料的互混性好;(2)不易挥发,固化后漆膜实际无毒、整洁光亮、不泛白;(3)较高温度(85℃以下)能满足施工要求,较低温度(2℃以下)仍具活性;(4)价格适中。因此,选用了改性胺固化剂。
1.1.3 颜、填料的选择。所选用的颜、填料必须具备:(1)满足无毒行业的要求;(2)在漆膜中具有很好的封闭性,并具有一定的防腐性;(3)使涂料具有一定的流变性;(4)降低涂料的成本。因此,选用了以水合氧化铁为主的防锈颜料,并用适量的氧化锌与之配合。填料选用了滑石粉,它在涂料中既可起流变性的作用,又可降低涂料成本。
1.1.2 环氧树脂固化剂的选择。(1)与各材料的互混性好;(2)不易挥发,固化后漆膜实际无毒、整洁光亮、不泛白;(3)较高温度(85℃以下)能满足施工要求,较低温度(2℃以下)仍具活性;(4)价格适中。因此,选用了改性胺固化剂。
1.1.3 颜、填料的选择。所选用的颜、填料必须具备:(1)满足无毒行业的要求;(2)在漆膜中具有很好的封闭性,并具有一定的防腐性;(3)使涂料具有一定的流变性;(4)降低涂料的成本。因此,选用了以水合氧化铁为主的防锈颜料,并用适量的氧化锌与之配合。填料选用了滑石粉,它在涂料中既可起流变性的作用,又可降低涂料成本。
1.2 配方的确定及制漆工艺
1.2.1 配方的确定
根据所确定的技术路线和各组分的理论用量、经验用量及多次试验,确定了以下基本配方见表1。
1.2.2 制漆工艺。A、B两组分分别按比例称取所需各原材料于调漆罐中,高速搅拌均匀后,于三辊机上研磨至细度合格,搅拌,过滤,包装即可。
1.3 长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料性能
(1) 常规性能测试
依据国家标准,对长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料的常规性能进行了测试,结果见表2。从表2 结果可以看出:该涂料的常规性能满足使用要求。
(2) 耐介质性能试验
将涂料在标准样板上制成试样(二道厚度400~500mm),待漆膜固化7d后,分别浸入各种不同的介质中,做耐介质试验,其试验结果见表3。从表3 结果可以看出:该涂料的耐介质性能良好,尤其是耐弱酸、碱、海水、机油、热水及石油制品等性能更好。
按试验要求制成试样(二道厚度400~500mm),待漆膜固化7d后,做耐盐雾试验,从中得知:防腐涂层耐盐雾在2 000h 以上,满足使用要求。
(4) 涂层耐磨试验
在砝码重500g,转速1 000r/min 的条件下,涂层耐磨损失量小于12mg。
(5) 涂料涂层的卫生理化性能
①急性毒性试验。按试验要求,将涂料在玻璃板上制成涂膜,涂完6h 取下,常温放置7d 待漆膜完全固化后,研磨成粉末过筛,用平均移动内插法,选用健康成年昆明小白鼠做急性毒性试验,其LD50 大于10 000mg/kg,即:该涂料为实际无毒物。
②蒸馏残渣、高锰酸钾消耗量、重金属试验。按试验要求,将涂料在玻璃板上制成涂膜,涂完6h后取下,常温放置7d待漆膜完全固化后,做蒸馏残渣、高锰酸钾消耗量、重金属试验,结果见表4。
试验结果表明:检验项目符合GB9686-88食品容器内壁聚酰胺环氧树脂涂料卫生标准。
(6) 涂料与环氧沥青防腐涂料的性能比较
涂料与环氧沥青防腐涂料的性能比较见表5。从表5可以看出:长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料综合性能优于环氧沥青防腐涂料的性能。
2 施工工艺
(1)基面处理。金属基材需喷砂或手工处理达到Sa2.5 级,并用高压空气或吸尘器除净;混凝土表面需清除表面粉尘、油污。
(2)涂料的喷涂。将A、B两组分分别加热至(75~85)℃,然后用专用设备喷涂(2~3)道,间隔(6~7)h(25℃),使漆膜厚度达(400~500)mm即可。
(3)设备使用后应立即用专用设备清洗液清洗。
(4)注意事项:①除锈必须,涂漆前保持表面干燥、洁净;②喷涂的空气温度在(2~60)℃,基材表面温度高于露点温度3℃;③禁止用明火加热A、B 两组分,且不得用稀料稀释,否则影响性能;④涂完固化7d(25℃)后方能使用。
(4)注意事项:①除锈必须,涂漆前保持表面干燥、洁净;②喷涂的空气温度在(2~60)℃,基材表面温度高于露点温度3℃;③禁止用明火加热A、B 两组分,且不得用稀料稀释,否则影响性能;④涂完固化7d(25℃)后方能使用。
3 应用试验
长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料在不同条件下主要试用情况见表6。
从表6可以看出:该涂料在使用环境比较苛刻的情况下施工也有令人满意的效果,具有很高的应用推广价值。
4 结 论
(1)长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料固含量高达100%,减少了施工道数,缩短了工期,提高了工效,且无溶剂挥发节约能源,漆膜干燥后的收缩率低,使用寿命长。
(2)涂料经过性能测试和用户的试用表明:该涂料具有漆膜坚韧、平整光亮、耐磨、附着力好、无毒、耐介质等优良性能,尤其是耐弱酸、碱、海水、机油、热水及石油制品等性能更好,其使用时间长,是优秀的压载舱内壁防腐涂料,应用前景广阔。
(2)涂料经过性能测试和用户的试用表明:该涂料具有漆膜坚韧、平整光亮、耐磨、附着力好、无毒、耐介质等优良性能,尤其是耐弱酸、碱、海水、机油、热水及石油制品等性能更好,其使用时间长,是优秀的压载舱内壁防腐涂料,应用前景广阔。