1 前 言
环氧树脂在工业中已是大量使用的材料,它有较好的耐化学品性,尤其是耐碱性;对各种基材有极好的粘结性,极好的韧性、硬度和柔软性,优良的耐水性。环氧树脂品种多样,应用广泛[1]。由环氧树脂配制的涂料流平性和润湿性好,可在常温或较低温下施工,交联固化成膜后具有优良的防护效能,且涂膜内的化学键、极性基团、有效交联密度和玻璃化温度等结构参数对膜的粘结力、耐化学药品破坏性的改善起了很大作用,因而得到了广泛的应用。本文以E-20 环氧树脂为代表研究低当量环氧树脂在常温固化耐磨涂料领域应用的可行性。
2 试验部分
2.1 主要原料和仪器
(1)主要原料:环氧树脂(E -20),二硫化钼(600 目),刚玉(600 目),二乙烯三胺(分析纯),二氧六环(分析纯), NDZ-311(分析纯)等。
(2)主要仪器:天平、烧杯、水浴锅、电子搅拌器、CM 无釉砖耐磨试验机、ss16 型液体喷砂机等。
2.2 实验方法
2.2.1 基材预处理
试验中的低碳钢试样采用喷砂处理。选用棱角多、硬度适中、80 目的石英砂为磨料,以(0.5~0.6)MPa 干燥洁净压缩空气为动力,喷距为150mm、喷射角为30°~75°将磨料高速喷射到试样表面,将表面杂质地清除并使表面粗化,使涂层与基体有良好的附着力。
2.2.2 涂料的制备
首先进行填料预处理,将NDZ-311 溶解在少量溶剂中,加入颜填料,在70℃快速搅拌约0.5h,使每个填料颗粒都能包覆上一层偶联剂,增加无机填料与有机聚合物之间亲和力的有机物质[2]。E-20的软化点为(65~75)℃,故将水浴锅加热到70℃,加入二氧六环作为溶剂,将装有固液混合物的烧杯放入水浴锅,用玻璃棒充分搅拌15min 左右,固体完全溶解。然后将处理好的填料加入树脂中,加入固化剂二乙烯三胺进行搅拌,取环氧当量∶活泼氢当量= l∶1,配置成涂料,然后刷涂在试样表面。
2.2.3 涂层性能的测试
根据GB/T1723-93 进行粘度的测定。采用CM无釉砖耐磨试验机测试涂层的耐磨性,耐磨机的主要参数摩擦钢轮硬度:HB203~245;载荷:3.3kg;旋转圈数:2500r(转)。将试样与摩擦钢轮进行对磨,在涂层表面产生磨坑,以磨坑的弦长表示耐磨效果。根据GB/T9286-88 划格法测试涂层的附着力;根据GB/T6739-86 测试涂层的硬度;根据G B /T1763-88 测试涂层的耐蚀性。
3 正交实验与结果分析
实验采用四因素三水平L9(34)正交设计,通过极差分析筛选出优配方。
3.1 涂料实验与分析
试验中将环氧树脂的量定为5g,考察溶剂、固化剂、填料用量对涂层性能的影响。
3.2 正交实验与结果分析(见表1)
综合权衡选取佳条件,涂料用量及性能指标见表2、表3。
3.3 因素与指标趋势图