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改性环氧重防腐的粉末涂料试验配方
时间:2021-01-21 09:41:38 点击次数:92

介绍了改性环氧重防腐粉末涂料的配方设计,讨论了影响涂膜功用的诸多要素,并对涂膜物理机械功用和耐化学品腐蚀功用进行了研讨。

重防腐粉末涂料首要侧重于对底材的维护功用,其优秀特性首要体现在涂层的优秀抗化学品性、耐溶剂、优异的物理功用、杰出的附着力、较高的玻璃化温度和杰出电绝缘性。

施工工艺简易,不需底漆可一次厚涂,快速固化有利于流水线作业,易于检测与修补,涂层质量易于控制等等。

 

近年来,粉末涂料以其安全高效、无污染等特点在重防腐领域特别是在管道重防腐方面得到快速推广应用。从开始的石油天然气管道防腐扩大到城市地下污水管网防腐,并进一步扩大到建筑钢筋、钢缆的防腐涂装。虽然我国粉末涂料的产值现已非常巨大,但首要还是装饰性粉末涂料,真正满意重防腐功用的粉末涂料还很少,尤其是快速固化重防腐粉末涂料。

本文首要对改性环氧重防腐粉末涂料配方的设计进行了详细的实验,详细阐述了各种颜料、助剂等诸要素对涂膜功用的影响,并对涂膜物理机械功用和耐化学品腐蚀功用进行了研讨。

 

1实验部分

1.1原材料

重防腐粉末涂料用原材料:改性环氧树脂、环氧树脂、改性交联剂、催化剂、钛白粉、潮湿剂、沉淀硫酸钡、流平剂、安息香、活性硅微粉、蜡粉。

1.2实验设备

微破坏机、SLJ-30熔融挤出机、振动筛(150200)、静电喷枪、高温恒温烘箱。

1.3涂料及试板制备

1.3.1涂料制备

改性重防腐粉末涂料的制粉工艺采用常见的熔融混合挤出法,混合物料通过高温熔融挤出、压片冷却、破碎、研磨破坏、筛分,然后静电喷涂施工。实验用配方见表1

 

1.3.2试板制备

将原材料严格按照表1配方称量而且混合均匀,利用SLJ-30挤出机挤出(一区温度控制在105℃,二区温度控制在110℃),烤箱温度为(230±2)℃,烘烤时刻为90s,制备试板,检测所用基材见表2

 

注:试板做好后在恒温恒湿室内放置24h今后检测。

 

2结果与讨论

在制粉的试验配方研讨中发现,不同树脂的挑选、催化剂的用量、填料的品种及用量、烘烤温度、烘烤时刻等对制粉功能有较大的影响,同一配方的粉末涂料涂膜的厚度以及喷涂在不同的基材外表时,物理机械功能也有较大的差异。

2.1不同树脂的挑选对涂料的影响

环氧树脂由于分子结构中很多的苯环、醚键、羟基结构,对基材特别是金属基材具有优异的附着力,耐热、耐化学腐蚀,构成的涂层具有优异的机械强度,如硬度、耐冷热冲击与机械冲击等功能。

现在重防腐粉末涂料所选用的环氧树脂主要为中分子量的双酚A型环氧树脂与酚醛环氧树脂。

考虑到涂层防腐与附着力要求,要求软化点较高,而环氧值不能太低,确保构成的涂层既有较好柔耐性又要有必定的交联度,以确保涂膜的附着力与外表硬度。

但纯双酚A环氧树脂只有分子结构的两头有环氧基,为了得到好的耐性与较高软化点,所以只能挑选环氧值较低的树脂,但其固化产物交联密度低,带来的结果是耐化学功能与耐热性不够好,涂层硬度、耐磨性及附着力也不够好。

酚醛环氧树脂分子结构中可有多个环氧基,固化产物的交联密度与芳香密度都比较高,涂膜的硬度与耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性及对基材的附着力都比较好。

因而,国外在设计重防腐粉末涂料配方中多挑选酚醛环氧树脂或改性酚醛环氧树脂。

酚醛环氧树脂虽有较好的防腐功能,但全部选用酚醛环氧树脂特别是当酚醛环氧树脂环氧值较高时,或许导致固化物脆性大,低温曲折与冲击功能较差,两者各有优缺点。

因而,在酚醛环氧树脂中参加部分双酚A型环氧树脂,有助于进步其耐低温曲折与冲击功能,酚醛环氧/双酚A环氧混合比例在80/2020/80,见表3

3两种环氧树脂的不同比例对涂料功能的影响

由表3能够看出酚醛环氧/双酚A环氧对涂层功能的影响规律是:随酚醛环氧用量增加,涂膜附着力、硬度、耐化学腐蚀才能增加,但柔韧性、耐曲折冲击功能下降,具体比例还与所选择的促进剂体系、颜填料品种与用量及涂膜所要求的最终功能有关。

在两者比例为70/30,物化功能到达最佳,由此固定两种环氧树脂的应用比例做后续实验。

2.2催化剂的用量对涂膜物理机械功能的影响

催化剂二甲基咪唑在改性环氧重防腐粉末涂料中直接关系到涂膜的成膜程度,其增加量的不同对涂膜的物理机械功能有着较大的影响,见表4

 

注:烘烤条件为230℃/1.5min,涂膜厚度7080μm

由表4中可以看出在相同条件下,催化剂的用量占整个配方质量的0.7%0.8%,涂膜的物理性能是最好的,由此固定催化剂的用量做后续试验。

2.3填料的品种及用量对涂膜耐介质性能影响

2.3.1填料的品种对涂膜耐介质性能影响

别离考察了沉淀硫酸钡、重质碳酸钙、活性硅微粉,见表5

 

注:常温90d,填料量为配方总质量的30%

2.3.2填料的增加量对涂膜耐介质性能影响

不同的填料进行配方设计如表6所示。填料增加量对涂膜耐介质的影响如表7所示。

由表5、表6、表7能够看出,合适改性环氧重防腐粉末涂料的填料为沉积硫酸钡和活性硅微粉,两者相搭配的比例为1:2,由此固定填料的种类和使用比例做后续试验。

 

 

2.4固化条件对涂膜的影响

涂膜的烘烤时间及烘烤温度对涂膜的固化程度有着较大的影响,见表8、表9

 

(1):固化时间均为90s

由表8、表9能够看出,改性环氧重防腐粉末涂料的最佳固化条件为230℃·90s

2.5基材对涂料的影响

在喷涂实验中发现,改性环氧重防腐粉末涂料在马口铁板、铝型材、镀锌钢材表面以及管材的内外壁喷涂时所形成的涂膜及流平功能较好,但在铸件、多孔基材和结构杂乱的构件表面喷涂时,边角处上粉率低,涂膜表面容易出现针孔。

在实验中咱们通过功能性助剂的挑选,尤其是在使用了多孔基材潮湿剂以后,不只提高了边角上粉率,还改进了涂膜的表观及各种物理功能。

3物理化学功能检测

实验过程中选用金红石型钛白粉作颜料,在室温条件下进行改性环氧重防腐粉末涂料的物理机械功能和耐化学品腐蚀实验,实验成果见表10

10改性环氧重防腐粉末涂料的物理化学功能

注:所有样板在恒温恒湿室内放置24h以后检测,耐介质浸泡90d

4结论

改性环氧重防腐粉末涂料具有优异的机械性能和耐化学品腐蚀性能,其防腐性能远优于当前市场上常见的防腐涂料,同时它还具有快速固化的特点,非常适合钢筋、管道等物体的防腐应用。




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