0 前 言
环氧涂料由于具有优异的粘结力、耐水性、耐碱性和防腐性能,因而广泛应用于钢铁等黑色金属以及铜、铝等有色金属的防腐保护上。但是由于传统环氧涂料在10 ℃以下很难固化,这就限制了其在冬季的应用,因而对许多在冬季施工的工程造成很大麻烦甚至停工。为了适应这种形势,我们研制出能在0 ℃条件下快速固化的环氧防腐涂料。
1 试验部分
1.1 原材料
环氧树脂601,环氧树脂6101,腰果壳油改性胺等环氧树脂固化剂,锐钛型钛白粉等颜料,均为国产;磷酸锌、三聚磷酸铝等防锈颜料,工业级;滑石粉等填料,工业级;其他助剂,溶剂等。
1.2 低温快干环氧防腐涂料参考配方(见表1)
1.3 低温快干环氧防腐涂料的生产工艺
先将环氧树脂用混合溶剂溶解成环氧树脂溶液备用,制漆时将溶解好的环氧树脂溶液、润湿分散剂、颜填料、助剂等搅拌均匀后研磨至细度为60 μ m以下,然后加入助剂、溶剂等调漆,经检验合格后,过滤包装即得成品。
1.4 低温快干环氧防腐涂料的性能(见表2)
1.5 检测
低温快干环氧防腐涂料作为在0 ℃条件下快速固化的防腐涂料,除了具有优异的机械性能外,还必须具有能在0 ℃条件下快速固化的特性(以便满足涂料快速的施工性能)和优异的防腐性能。特别是现在施工单位普遍要求在冬季环氧防腐涂料能够满足多干燥12 h后就可以涂刷聚氨酯面漆的要求。为了考察低温快干环氧防腐涂料在0 ℃条件下快速固化的性能,我们主要通过下列途径来检测,即:一是检测涂膜在0 ℃条件下固化的硬度;二是复涂聚氨酯面漆后,检测面漆与环氧防腐涂膜的层间附着力,具体来说就是将低温快干环氧防腐涂料在0 ℃条件下干燥一定时间(即复涂时间)后,再复涂聚氨酯面漆,并将复涂面漆的涂膜再在0 ℃条件下干燥7 d后测层间附着力;三是检测面漆的光泽。具体来说就是将低温快干环氧防腐涂料在0 ℃条件下干燥一定时间(即复涂时间)后,再复涂聚氨酯面漆,并将复涂面漆的涂膜再在0 ℃条件下干燥7 d后检测面漆光泽。而防腐性能主要通过考察涂膜的耐盐水性和耐盐雾性,此时涂膜的干燥条件是在0 ℃条件下干燥14 d。
2 结果与讨论
2.1 环氧树脂固化剂对干性和防腐性的影响
环氧防腐涂料要在0 ℃条件下快速固化,用普通的胺类环氧树脂固化剂是不行的,例如650聚酰胺固化剂在13 ℃以下很难固化,即使加入D M P-30固化促进剂,其固化温度也只能下降到7~8 ℃。而且如果加入了太多的D M P-30固化促进剂会引起涂膜耐水性和涂膜韧性的下降。目前能在0 ℃条件下固化的环氧树脂固化剂主要有腰果壳油改性胺环氧固化剂、曼尼期碱改性胺环氧固化剂、酚醛改性胺环氧固化剂和聚硫醇环氧固化剂等。由于聚硫醇环氧固化剂固化的涂膜很脆,只用于胶黏剂中,因此选择了前几种类型的环氧低温固化剂进行比较。实验时采用环氧树脂601作为成膜树脂制成灰环氧防腐底漆(未加防锈颜料),选择了4种可在0 ℃条件下固化的固化剂,并将制得的涂膜在0 ℃条件下干燥。实验结果如图1所示。
从图1可以明显看出不同固化剂对涂膜在0 ℃条件下的固化产生明显的影响。固化剂1的反应速度快,它属于腰果壳油改性胺固化剂。它的分子结构上既带憎水性优异的长脂肪链,常温反应活性高,又含抗化学腐蚀的苯环结构,使它具有一般酚醛胺的低温、潮湿快速固化,又有一般低分子聚酰胺固化的长操作期、优异的柔韧性和较宽的树脂混合比。固化剂2、固化剂4属于曼尼期碱改性芳胺固化剂,与固化剂1相比其反应速度在初期和中期明显慢一些。固化剂3属于变性胺固化剂,它在初期反应速度较快,但在中后期固化不良。同时固化剂对复涂聚氨酯面漆以及对防腐性的影响的实验结果见表3。
从表3可以明显看出不同固化剂对涂膜层间附着力产生明显的影响。固化剂1由于反应速度快,因而在0 ℃条件下干燥12 h就可复涂聚氨酯面漆,并且涂膜层间附着力优异。同时也可以看出即使干燥7 d其复涂性仍然优异。固化剂2和固化剂4与固化剂1相比,其与聚氨酯面漆配套性没有固化剂1好。固化剂3与聚氨酯面漆配套性很差。其次还可以明显看出固化剂1的耐盐水性好。