高抗流挂厚浆型环氧重防腐涂料的制备

   日期:2021-08-27     浏览:174    
核心提示:0 引言随着工业建设与海洋事业的迅速发展,人们对重防腐涂料的要求也越来越高。一般的防腐涂料,因其固含量低,施工次数多,具有
0 引言
随着工业建设与海洋事业的迅速发展,人们对重防腐涂料的要求也越来越高。一般的防腐涂料,因其固含量低,施工次数多,具有高的VOC(挥发性有机化合物)含量,直接对环境造成污染,还造成巨大的资源浪费。世界各国相继对涂料中的VOC 含量进行了严格限制。厚浆型环氧涂料具有原材料来源广、低VOC 含量、高防腐性能、使用面广等优点。本文在设计涂料配方时,通过合理搭配触变剂、流平剂、消泡剂、固化剂的种类,制备出高抗流挂、具有平整涂膜外观的厚浆型环氧重防腐涂料。
 
1 实验部分
1.1 主要原材料
环氧树脂:壳牌;活性稀释剂:壳牌;腰果油改性酚醛胺:卡德莱化工;聚酰胺:气体化学;消泡剂:AFCONA2722 ;分散剂:BYK P104S ;流平剂:BYK333 ;触变剂;洛克伍德1958、海明斯201P、HS3300S 等。
1.2 实验配方
根据技术要求和各组分的搭配,经过多次试验,确定了基本配方,见表1。

1.3 制备工艺
A 组分:在调漆罐中加入环氧树脂、溶剂、助剂、活性稀释剂,搅拌均匀后,加入颜料和填料,搅拌均匀,再高速分散至细度达到要求,后调整黏度,过滤,待用。
B 组分:在调漆罐中加入腰果油改性酚醛胺、聚酰胺、助剂、溶剂,搅拌均匀,过滤,待用。
1.4 样板的制作和性能测试
将A 组分与B 组分按照质量比7∶1 混合,搅拌均匀后制作样板。样板室温放置7 d 后,根据国家标准和我公司内部标准进行性能测试,结果如表2 和表3 所示。

由表2 可见:该涂料不仅具有优异的耐腐蚀性,而且具有优异的机械性能,符合重防腐涂料的要求。除此之外,该涂料还具有优异的抗流挂性、低VOC含量,可减少施工次数,提高施工效率,是一种环境友好型环氧重防腐涂料。

由表3 可见:该涂料具有优异的耐淡水、海水性能,干燥速度快,与聚氨酯面漆的重涂性能优异。
 
2 配方设计及分析
2.1 环氧树脂的选择
由于厚浆型环氧涂料的颜填料含量高,体系的黏度较大,会给施工带来不便,在整个体系中树脂的黏度是主要的影响因素。在甲组分配方中主体树脂选用828 环氧树脂,其黏度低,便于制成高固体分涂料,而如果选用1001 环氧树脂,虽然其分子链较长,漆膜的机械性能较好,但是由于1001 环氧树脂的黏度较大,不适合制成高固体分涂料。选用EP-10 活性稀释剂,不仅能够降低体系的黏度,而且能够进一步改善漆膜的机械性能。树脂的选用结果如表4 所示。

2.2 填料的选择
填料在防腐涂料中起着极大的作用,添加一些片状填料,如云母粉,不仅能够增强漆膜的机械性能,而且能提高漆膜的防腐性能。添加一些硬度较高的填料,如石英粉,能增强涂膜的耐磨性,一定程度上还能提高漆膜的硬度。填料的选择必须合理、适量,过量加入则会增大涂料黏度,难以流平,造成施工困难。实验中我们选用了云母粉、石英粉和重晶石粉。云母粉吸油量高,添加量为8% ;石英粉和重晶石粉吸油量低,添加量分别为30% 和8%,有效降低了成本。
2.3 固化剂的选择
环氧防腐涂料常用的固化剂为聚酰胺,其涂层的综合性能优良,但黏度偏大,施工中需要一定的活化期;改性脂环胺、改性芳香胺的应用日趋广泛,其涂层耐化学性及防腐性能好,但柔韧性稍差,易发白影响重涂性;酚醛胺固化剂固化速度快、黏度低、固化温度低、对底材的表面处理要求不高,但是固化物的柔韧性不如聚酰胺,常与聚酰胺混拼作为高固体分环氧涂料固化剂使用。
综上所述,聚酰胺、脂肪胺、酚醛胺类固化剂固化环氧体系时都有一定的不足之处,不能很好地满足厚浆型环氧重防腐蚀涂料的要求,而以腰果油改性酚醛胺与聚酰胺配合使用,可优势互补,固化速度快、综合性能好,且不会增加成本。因此,本研究选择腰果酚改性酚醛胺与聚酰胺混拼作固化剂,取得了良好的效果。
2.4 助剂的选择
厚浆型环氧涂料的颜填料含量高,黏度大,分散效率差,因此需加入高分子聚合物类润湿分散剂。润湿分散剂的加入能防止颜料沉淀、浮色发花,降低色浆黏度,提高研磨效率,在体系中我们选用BYKP104S作为分散剂,其用量为0.2%~1.0%。流平剂能够避免厚涂涂层出现针孔等漆膜弊病,使涂层致密平整,达到佳的防腐性能。体系中选用BYK 333,其添加量在0.5%~1.5%。
流变助剂用于改善体系的贮存稳定性和施工性能,通过一系列的筛选和搭配试验,发现洛克伍德1958 与海明斯201P 以及HS3300S 的合理搭配能达到高的抗流挂效果。当体系中添加1% 的1958 时,膜厚可达760 μm 不流挂;当体系中添加1% 的1958 和0.6% 的201P 时,膜厚可达1 000 μm 不流挂;当体系中添加1% 的1958、0.6% 的201P 以及0.5% 的3300S时,膜厚可达1 250 μm 不流挂;当体系中添加1% 的1958、0.6% 的201P 以及1% 的3300S 时,膜厚可达1 500 μm 不流挂,具备优异的抗流挂性。

3 结语
(1) 采用828 环氧树脂和EP-10 环氧活性稀释剂复配,腰果油改性酚醛胺和聚酰胺作固化剂,添加一些片状填料,通过合理地搭配流变助剂,研制出一种耐腐蚀性优异,具有高抗流挂性的厚浆型环氧重防腐涂料。
(2) 此高固体分重防腐环氧涂料固含量高达88%,抗流挂效果达1 500 μm,能够一次施工湿膜500 μm 以上不流挂,不仅提高了施工效率,缩短工期,降低了成本,而且施工中挥发的溶剂少,减少了对环境的污染,节约了能源。性能测试结果表明,该涂料的防腐性能优异,能够在-5℃低温下固化,具有广阔的应用前景。
 









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