水性环氧防腐涂料及应用性能的研究

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关键词 :水性环氧树脂 ;水性环氧固化剂 ;防腐涂料 ;应用性能 中图分类号 : TQ 63017 文献标识码 : B 文章编号 : 0253 - 4312 (2005) 09 - 0023 - 03
0 引 言
20世纪 70 年代起国外开始研发水 性环 氧涂 料 [ 1 ] 。国内一些科研机构和大专院校从 20 世纪 90 年代起开始了这方面的开发与研制 ,并陆续进行商品 化生产 ,其性能已可达到与溶剂型环氧涂料相当的水 平 。水性环氧涂料除了具有溶剂型环氧涂料的诸多 优点 ,如对各类底材具有极高的附着力 、涂膜耐腐蚀 性和耐化学药品性能优异 、收缩小 、硬度高 、耐磨性 好 、电气绝缘性能佳等 ,且挥发性有机化合物含量较 低 ,不会造成空气污染 ,能满足环境保护的要求 。同 时其以水作为分散介质 ,价格低廉 、无气味 、不燃 ,贮 存 、运输和使用过程中的安全性大大提高 ,而且水性 环氧涂料的应用性能好 ,施工工具可用水直接清洗 。
[ 2 ] 张黎 ,舒武柄 1 水性环氧树脂体系的研究进展 1 涂料工 业 1 2002, 32 ( 8) : 28 - 30
[ 3 ] 王丰 ,刘娅莉 ,徐龙贵 1水性环氧涂料固化剂研究进展 1涂料工 业 12004, 34 ( 8) : 29 - 32
收稿日期 2005 - 06 - 31 (修改稿 )
性能的作用 环氧过量或固化剂过量对水性环氧防腐涂料性 能的影响如表 4所示 。
24
项目
耐盐水性 (3%NaCl) 耐碱性 (3%NaOH ) 耐油性 (120#汽油 , 25 ℃) 耐水性 (蒸溜水 , 25 ℃) 耐盐雾性 耐酸性 ( 5% H2 SO4 )
姜美荣 :水性环氧防腐涂料及应用性能的研究
3 结 语
通过对水性环氧树脂 、水性环氧固化剂以及助剂 等各组分的合理选择 ,可以制备出性能各异的水性环 氧涂料 。水性环氧涂料的诸多性能优势决定了其与 溶剂型或无溶剂型环氧树脂涂料相比具有更为广泛 的应用前景 。
参考文献
[ 1 ] 陶永忠 ,陈铤 ,顾国芳 1 室温固化水性环氧树脂涂料 1 涂料工 业 12001, 31 ( 1) : 36 - 38
2 结果与讨论
2. 1 性能测试 水性环氧防腐涂料的物理性能测试结果见表 2,
防腐蚀性能测试结果见表 3。
表 2 水性环氧防腐涂料的物理性能
项目
测试结果 铁红底漆 灰色面漆
检测依据
涂料组分
双组分 双组分
原漆外观
涂膜颜色 与外观
铁红色 , 灰色 ,均匀 均匀状液体 状液体
铁红色 , 灰色 , 平整光滑 平整光滑
1 实验部分
1. 1 原 料 水性环氧树脂 : 3520 - W Y - 55 ( 55% ) ,锐意卓
越产品公司 ;水性环氧固化剂 : HTW - 208 ( 60% ) ,苏 州圣杰特种树脂公司 ;消泡剂 、分散剂 :迪高公司 ;磷 酸锌防锈颜料 :凯佰公司 ;氧化铁红 :工业品 ,国产 ;金 红石型二氧化钛 :工业品 ,国产 ;炭黑 ( pH 6 ~8 ) : 工 业品 ,国产 ;填料 :工业品 ,国产 ;二丙酮醇 :工业品 ;去 离子水 :工业品 。 1. 2 基料选择
表 1 基 础 配 方
成份
用量 / g
底漆
面漆
HTW - 208 (60% ) 分散剂
消泡剂
铁红
磷酸锌 A 组 二氧化钛 分 炭黑
填料
二丙酮醇
去离子水
合计
B
3520 - W Y - 55 (55% )
组 去离子水
分 合计
30 适量 适量 16~20 4~8
8~11 适量
45
100 10 110
30 适量 适量
( 2 )面漆 A 组分 :按照配方量将 HTW - 208树脂 、二氧化 钛 、炭黑 、填料 、助剂和去离子水混合 ,分散均匀 ,研磨 合格后 ,过滤 ,包装即为 A 组分 。 B 组分 :按照配方量将 3520 - W Y - 55 树脂 、去 离子水混合分散均匀 ,过滤 ,包装即为 B 组分 。 以上的配方设计中 , B 组分的制备是将 3520 W Y - 55树脂用去离子水稀释分散均匀而得 。这样 能使 A、B 两个组分在使用时容易混合更均匀 ,而且 该 B 组分贮存稳定性良好 ,常温下存放 1年不分层 、 不破乳 。
表 3 水性环氧防腐涂料的防腐蚀性能
测试结果
铁红底漆涂层 厚度 : 45~55μm
铁红底漆与灰色面漆配套 复合涂层厚度 : 90~120μm
1 000 h漆膜不起泡 、 不生锈 ,轻微变色
1 200 h漆膜不起泡 、不生锈 , 轻微失光 、变色
800 h漆膜不起泡 、 不脱落 ,轻微变色
800 h漆膜无变化
环氧过量对提高 以下性能有利
固化剂过量对提 高以下性能有利
防腐性 (盐雾 ) 使用时间 耐酸性 耐碱性 耐水性 耐潮湿性
固化速度 光泽 附着力 耐磨性
耐溶剂性 耐沾污性和防锈能力
由表 4可见 ,环氧与固化剂在一定范围内改变物 质的量之比 ,可改善涂膜的某些性能 。如环氧稍过 量 ,有利于提高耐水 、耐酸碱性 、耐盐雾性等 ,这是因 为环氧是亲油的 ,而胺固化剂是亲水的 ,因此 ,减少胺 固化剂的用量就提高了整个体系的亲油性 。在某些 应用领域则可以使胺固化剂稍过量 ,胺固化剂过量有 助于提高固化速度和交联密度 ,从而有利于提高涂膜 的耐溶剂性和耐污染性 ,附着力 、耐磨性和干燥速度 也有所提高 。 2. 3 颜填料和助剂的选择
作为双组分涂料 ,颜填料可以加在环氧组分内 , 也可以加在固化剂内 ,可根据两个组分的当量考虑 , 除使加入颜 、填料后的两个组分的质量比较接近外 , 还要考虑其制漆工艺性 ,即比较颜 、填料在哪个组分 里分散 、研磨更容易些 。
由于环氧固化剂 HTW - 208 呈树脂状 ,它是水 稀释性胺加成物 ,对颜料 、填料有润湿性 ,且在研磨过 程中不受温度的影响 ,也不受研磨道数的限制 ,易于 研磨 。而水性环氧树脂 3520 - W Y - 55的树脂类型 为固体树脂分散液 ,呈乳液状 ,研磨道数不得超过 2 道 ,否则会破乳 ,使研磨的细度不易达到指标要求 。 所以选择环氧固化剂 HTW - 208 为 A 组分中的基 料 ,选择水性环氧树脂 3520 - W Y - 55作为 B 组分的
12~18 016~2 12~16 适量
50 110 100 10 110
1. 3. 2 制备方法 ( 1 )底漆 A 组分 :按配方量将 HTW - 208树脂 、铁红 、磷酸
锌 、填料 、助剂和去离子水混合 ,分散均匀 ,研磨合格 后 ,过滤 ,包装即为 A 组分 。
B 组分 :按配方量将 3520 - W Y - 55 树脂 、去离 子水混合分散均匀 ,过滤 ,包装即为 B 组分 。
硬度 , ≥
016
使用时间
(23 ±1 ℃) / h, ≥
36
016
来自百度文库
GB / T 1730—1993
36
由表 2、表 3可见 ,水性环氧防腐涂料的各项性能 指标已有了很大提高 。这是因为在水性环氧防腐涂料 领域 ,水性环氧树脂的不断发展 [2 ] ,水性环氧固化剂也 是随着水性环氧树脂的不断发展而同步发展的 [3 ] ,使 得水性环氧防腐涂料性能不断提高 。同时随着改性防 锈颜料 (改性磷酸锌、硼酸锌等 )的不断出现 ,使水性环 氧防腐涂料更加环保化 ,性能更加优异 。 2. 2 优化环氧与固化剂的配比对水性环氧防腐涂料
水性环氧防腐涂料性能也依赖于对颜料 、填料 、 添加剂 、助溶剂等的适当选择 。颜料要选择吸油和吸 水性低 , pH值在水溶性可接受的范围内的 ,如炭黑使
用的是中性规格 pH = 6~8。选择助剂 (如消泡剂 、分 散剂 )时要考虑它们与水性环氧的相容性 。有的水 性环氧固化剂是阳离子叔胺盐 ,应选择非离子型助 剂 ,避免使用阴离子型产品 ,否则会形成凝胶 。涂料 与金属表面间的湿附着力对防腐起着重要作用 ,可根 据需要在涂料制备时选用适量的底材润湿剂 、颜料润 湿剂 、附着力促进剂等 。
25
第 35卷第 9期 2005年 9月
涂料工业 PA INT & COATINGS INDUSTRY
Vol. 35 No. 9 Sep. 2005
800 h漆膜不起泡 、 不生锈 ,轻微变色
1 000 h漆膜不起泡 、不脱落 , 轻微失光 、变色
1 000 h漆膜无变化
1 000 h漆膜不起泡 、不生锈 , 轻微失光 、变色
600 h漆膜不起泡 、不生锈 、 不脱落 ,轻微变色
700 h漆膜不起泡 、不生锈 、 不脱落 ,轻微变色 、失光
48 h漆膜不起泡 、不脱落 , 轻微变色
将水性环氧防腐涂料列入重防腐涂料的范畴 ; ④木器 领域 。采用的水性环氧涂料为双组分体系 ,涂膜固化 后具有较高的硬度和良好的耐刮伤性 ,配成清漆可用 于木质地板 ,替代目前市场上广泛使用的溶剂型聚氨 酯水晶地板漆和聚酯家具漆 ;配成色漆可替代溶剂型 环氧树脂和聚氨酯磁漆 ,用于家具 、机械设备等 。
23
姜美荣 :水性环氧防腐涂料及应用性能的研究
基料 。颜 、填料加在固化剂组分内 。 1. 3 涂料的制备 1. 3. 1 配方
在水性环氧防腐涂料中 ,根据用途和性能要求的 不同 ,分别制备底漆和面漆 。底漆的颜色主要是铁红 色 ,面漆的颜色可制备各色 ,现以灰色为例 。底漆和 面漆皆由 A 、B 两个 组 分 组 成 。涂 料 基 础 配 方 见 表 1。
目前水性环氧涂料主要应用在以下领域 : ①混凝 土 、水泥地面封闭底漆 。水性环氧涂料施工于混凝土 表面 ,对混凝土表面有良好的附着力 ,并可防止泛碱 , 同时水性环氧涂膜具有透气性 ,且具有透水特性 ,可 克服混凝土 、水泥地面返潮的问题 ,适合作为混凝土 、 水泥地面的封闭底漆 ; ②工业地坪涂料 。水性环氧涂 料气味小 ,涂层表面易于清洗 ,特别适用于医院 、食品 厂 、超市 、乳品厂和化妆品厂等需要保持高度清洁的 场所 。如需二次装修 ,不影响重涂性 ,新老涂层仍保 持良好的粘附性 ; ③防腐领域 。现已商品化的有水性 环氧铁红防锈漆 、水性环氧磷酸锌防锈漆 、水性环氧 富锌底漆和水性环氧云母防锈漆 。水性环氧涂料在 国外发展较快 ,其性能较市场上常见的苯丙 、乙丙水 乳型防腐涂料和水性环氧酯防腐涂料性能有很大提 高 。经过较长时间的发展 ,水性环氧防腐涂料已经应 用到溶剂型环氧防腐涂料所涉及的领域 ,国外甚至已
第 35卷第 9期 2005年 9月
涂料工业 PA INT & COATINGS INDUSTRY
Vol. 35 No. 9 Sep. 2005
水性环氧防腐涂料及应用性能的研究
姜美荣 (天津灯塔涂料有限公司 , 300400)
摘 要 :概述了国内外水性环氧涂料的研究进展 ,介绍了水性环氧防腐涂料的制备方法 ,讨论了环氧树脂与固化 剂的物质的量之比 、颜填料及助剂的选择对性能的影响 ,研究了涂料的应用性能实验 。
目测 目测
固含量 / % , ≥
45
细度 /μm , ≤
35
40 GB / T 1725—1979 (89) 30 GB / T 1724—1979 (89)
附着力 /级
1
1
GB / T 1720—1979 (89)
耐冲击性 / cm
50
50
GB / T 1732—1993
柔韧性 /mm
1
1
GB / T 1731—1993
48 h漆膜不起泡 、 不脱落 ,轻微变色
检测依据
GB / T1763—1979 (1989) GB / T 1763—1979 (1989)
GB / T 9274—1988 GB / T 1733—1993 GB / T 1771—1991 GB / T 1763—1979 (1989)
表 4 环氧过量或固化剂过量对水性环氧防腐涂料性能的影响
1. 3. 3 配漆比例 由于水性环氧体系的组成和成膜机理的特殊性 ,
环氧与胺氢的物质的量之比对涂膜的性能有很大的影 响 。在配制环氧涂料时通常采用环氧与胺氢为等物质 的量之比 ,但如果在一定范围内改变物质的量之比 ,可 改善涂膜的某些性能 。通过综合考虑 ,研究中使环氧 树脂过量 10% ,欲提高涂膜的耐盐雾性。以上底漆和 面漆的配漆比例均为 : n (A ) ∶n (B ) = 1∶111。
相关文档
最新文档