0 前 言
环氧玻璃鳞片涂料是一种由片状玻璃鳞片作为增强材料,环氧树脂、煤沥青作为成膜物的高效、重防腐涂料。成膜物环氧煤沥青配以防腐性能优异的固化剂,其兼顾了环氧和煤沥青两者的优点,具有突出的耐水性,良好的耐酸、耐碱性和耐油性,优良的附着力和柔韧性。沥青的加入既提高了涂膜的防腐性能,又降低了成本。涂料中加入了片状玻璃鳞片,使其在涂层中能够彼此平行或重叠排列因而形成一道道玻璃鳞片保护屏障,防止了腐蚀性介质的侵入,即由于玻璃鳞片层的防渗透作用,延缓了腐蚀性介质的透过涂层达到基材表面的时间,从而大大地延长了基材的使用寿命。由于选用环氧树脂煤沥青—低温固化剂作为成膜体系,使其能够在较低的温度下固化成膜,从而克服了环氧类涂料在低温条件下固化时间长甚至不能固化的缺点,使环氧玻璃鳞片涂料在低温条件下能正常施工。
1 试验部分
1.1 原材料
成膜物：乙组分：60%601环氧树脂,100%6101环氧树脂,70%煤焦沥青；甲组分：改性聚酰胺,聚酰胺,改性脂环胺。
颜填料：云母氧化铁,冶炼氧化锌,400目滑石粉,玻璃鳞片。
助剂：有机膨润土,消泡剂。
环氧稀释溶剂：二甲苯,丁醇(7∶3)。
1.2 试验配比(见表1)
1.3 涂膜的物理化学性能检测(见表2)
1.4 生产工艺
1.4.1 乙组分的制备
将环氧树脂、煤焦沥青按配比搅拌均匀,加入云母氧化铁、冶炼氧化锌、滑石粉,高速搅拌至细度≤100μm,再加入玻璃鳞片,低速搅拌至无结块,再加入有机膨润土,搅匀。
1.4.2 配漆
将乙组分与甲组分固化剂按环氧基与活泼氢当量1∶1的比例配制。
2 结果与讨论
2.1 环氧树脂的选择
用60%601的环氧树脂和100%固体含量的6101分别与聚酰胺、改性脂环胺、改性聚酰胺在-5～5 ℃条件下观察涂膜固化交联干燥时间。60%601环氧树脂与固化剂的固化交联涂膜的干燥时间见表
3,100%6101环氧树脂与固化剂的固化交联涂膜的干燥时间见表4。
从以上试验结果表明,6101环氧树脂比601环氧树脂在低温下反应活性大,601环氧树脂不适用于5 ℃以下的气温使用。另外,100%6101环氧树脂比60%601环氧树脂固体含量高,一方面6101的活性基团比601活性基团多,涂膜的交联密度大,耐化学介质优,防腐性能好；另一方面由于玻璃鳞片涂料具有优异的抗渗透性能就要求玻璃鳞片涂料中尽可能不含或少含挥发性溶剂,否则,涂层中的可挥发性溶剂在涂层固化时由于受到玻璃鳞片层的阻碍,难以挥发出来,并产生各种缺陷,6101为100%的液体树脂,几乎不含溶剂,所以更适合做玻璃鳞片涂料。
2.2 交联固化剂的选择
2.2 交联固化剂的选择
选择固化剂的关键是它与环氧树脂在较低的温度下能够交联固化成膜,从而不影响玻璃鳞片涂料的正常施工。另外,固化剂也为成膜物的一部分,其性能也会影响成膜物的防腐性能,所以通过在低温下的固化交联反应速度和涂膜的耐化学介质性能来选择合适的交联固化剂。通过试验发现只有改性聚酰胺D007在-5～5 ℃的条件下能以较快的速度交联固化,如表4所示。另外,将6101环氧树脂与改性聚酰胺D007在-5～5 ℃条件下制成的300 μm左右的涂膜,在涂膜实干后,再放置168 h后,在GB 9278-1988规定的标准状态下浸于40%氢氧化钠、40%硫酸、3％NaCl溶液中,经过18个月的浸泡涂膜无异常。在-5～5℃,改性聚酰胺D007黏度低,不需要另外再加入溶剂即可施工,符合玻璃鳞片涂料不含溶剂或少用溶剂的要求,因此选择聚酰胺D007作为低温固化环氧煤沥青玻璃鳞片涂料的交联固化剂。
2.3 颜、填料的选择
2.3 颜、填料的选择
本试验采用云母氧化铁、含铅氧化锌、滑石粉与玻璃鳞片搭配的颜料体系。云母氧化铁既有氧化铁红结构紧密、防腐性能优良的特点,又具有片状颜料的延缓介质在涂膜中的渗透,提高其耐化学介质的性能,同时也可降低成本。除了加入体质防锈颜料外还加入7.0%的冶炼氧化锌作为活性防锈颜料,以提高涂膜的耐腐蚀性能。
2.4 玻璃鳞片的选择
本试验采用以中碱玻璃为原料生产的厚度为2～5 μm、片径在180目左右的玻璃鳞片,并且玻璃鳞片的表面经过了表面活性剂的处理。中碱玻璃(C玻璃)与无碱玻璃(E玻璃)相比具有更好的耐化学性。合适的玻璃鳞片纵横比,保证了涂层内有数十层的玻璃鳞片排列,形成涂层内介质复杂曲折的渗透扩散路径,从而有效延长介质渗透至底材的必要时间。经过处理的玻璃鳞片可减少鳞片间的相互重叠,增加了玻璃鳞片在树脂中的漂浮性,提高了涂层的抗渗透性。玻璃鳞片加入量在20%,超过20%以上时,玻璃鳞片的含量不会更多地降低水蒸气渗透性和对水的吸收率,从而保证一个合理的性能和价格
的比例。
2.5 助剂的选择
2.5 助剂的选择
用有机膨润土作为体系触变防沉剂,加入量在1%～2%进行对比试验,经过18个月的贮存试验观察,加入量在2%时成漆无硬沉底现象和分层现象,终确定有机膨润土的加入量为2%。为了防止涂料在生产时产生气泡以及消除涂料在施工时产生的气泡,加入了0.5%消泡剂,以避免因气泡原因所造成的涂膜弊病,而造成防腐蚀性能的下降。
3 结 论
通过试验确定了低温快干环氧煤沥青玻璃鳞片涂料的配比。提高了此类涂料在-5～5 ℃低温下的固化交联速度,并且涂膜具有较好的防腐性能,是一个能在低温下进行涂装的重防腐涂料。
