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新型低处理表面用涂料.pdf

新型低处理表面用涂料.pdf

UC 2012-02-17 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《新型低处理表面用涂料pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网新型低处理表面用涂料付大海曹京宜郭铭(海军涂料分析检测中心,北京)摘要:以环氧树脂符等。

中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网新型低处理表面用涂料付大海曹京宜郭铭(海军涂料分析检测中心,北京)摘要:以环氧树脂为主要成分的“H带湿带锈涂装底漆”,具有很强的附着力和优良的物理机械性能等,能与大多数涂料配套使用,也可单独作为防锈涂料使用,尤其可直接用于高压水除锈后的返锈和潮湿钢板表面,解决了高压水处理表面技术应用后处理技术的难题,适应了钢材维修工程上的需要。关键词:低处理表面涂料带湿带锈涂装概述涂料是钢材防腐的主要手段,充分发挥涂料的防腐性能必须依赖于良好的表面处理。目前国内主要采用干式喷砂方法,但干式喷砂带来的大量砂、锈和有机物等粉尘,不仅污染环境,而且对人体造成极大伤害。因此,近年来,国外已大量使用高质、高效、低污染的高压水(包括磨料)射流表面处理技术,国内也有部分单位进行少量使用,但该法处理后的表面返锈问题一直未能很好解决,因而严重制约了高压水(磨料)射流表面处理技术的大面积推广,因此,需要研究一种新的价廉物美的方法解决这一关键技术难题。此外,由于船舶结构紧密,分布着许多狭小舱室,维修时往往难以进行彻底的表面处理,通常处理后仍带有不同程度的锈蚀物,且经常处于高度潮湿的状态。在这种表面上直接涂装普通涂料,得不到预期防腐效果,其寿命通常只有原设计寿命的一半甚至更低,因而也需要一种可以在这种恶劣表面直接进行涂装的高性能的低处理表面涂料,以减轻处理表面的压力,适应维修工程的需要。涂料的研制技术方案()基料选择环氧及其固化剂,原因是该基料具有很好的附着力和优异防锈性能,性能稳定其次,由于是强溶剂型涂料质硬,作为底漆可与各种现用涂料配套使用,并代替原配套底漆而不会增加成本。为此,需进行环氧树脂及其固化剂的筛选和改性研究。()通过采用带湿固化剂(如酮亚胺、湿固化聚氨酯)、吸水填料(如氧化钙)、水份处理剂(如无水乙醇)等,对其品种和用量进行研究,使涂料具有带湿涂装功能。()采用锈稳定剂(如各种锌黄、铁酸盐、磷酸盐)和具有强渗透性的表面活性剂得到带锈涂装功能。()采用低价高效的防锈颜料(如铝粉、铁红、磷酸盐)等达到优良的防锈性能。主要材料选型基料在带湿和带锈涂装两个功能中,由于环氧带锈涂料的制备是较成熟的技术,因此,重点是哪一种环氧树脂更适合带水涂装。与其它树脂不同,双酚A环氧树脂的结构中带有大量含有极性的羟基和醚键,因此,即中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网使在含水表面,也有很大附着力,是带湿带锈涂料的最好选择。我国溶剂型船舶涂料主要使用产量最大、质量最稳定的和两种牌号的双酚A环氧树脂,平均分子量分别为和。通常在涂料(水性涂料除外)中加入一定量的水后,会出现分层和性能下降现象,所以本试验首环氧固化剂可以是潮气固化聚氨酯(需加入有机锡先采用加入涂料总量的水的方法,观察涂料作催化剂)、酮亚胺、潮气固化聚酰胺等,要求固与水的混合(乳化)情况和机械性能的变化,其试化剂与环氧树脂混合后的亲铁功能大于水的亲铁功验结果表明环氧树脂中加入的水基本不能,以便于涂装时能立即与铁结合,将铁表面的水影响涂膜的各种物理机械性能,而且抗冲击性能有分挤走,该水分再透过涂层的微孔或随溶剂和水分所提高,明显好于环氧树脂。处理剂一起挥发。根据这一原理,对种可能用于固化剂带水涂装的国内外典型的环氧固化剂进行全面的评同环氧树脂一样,其固化剂的确定也主要是考价试验,试验结果如表所示。察其带水涂装功能。理论上,具有带水涂装功能的表不同环氧固化剂带水涂装效果注:“”表示无法测定或已超出仪器测定范围。通过表试验结果可知,潮气固化聚氨酯(用有机锡催化)可以在潮湿空气中固化,但当水分过多,如在水膜上涂刷时,由于涂膜表面的固化剂首先与水膜发生反应硬化,阻碍了内部的固化进程,同时水分远远超过了固化所需的用量,反过来也阻碍了固化进程,因此出现固化干燥不良现象,不适用于所要求的应用场合。上表中综合性能最好的是卡德莱。事实上,卡德莱是由腰果壳油改性的天然长链取代酚醛胺,其结构上的长碳链,不仅提高了固化体系的柔韧性,而且提高了固化体系的憎水性,降低了水的表面张力,从而增大了该固化体系在被涂表面的流动性和渗透性,当其用于锈蚀和带水表面时,可以很好地渗入锈表面,并将水分挤出锈和钢铁表面,随溶剂一起挥发,对湿表面有很好的附着力,从而特别适用于带湿和带锈表面的涂装,而且该固化剂还具有低温固化性能,具有其它固化剂所不具备的优良特性。带锈涂装组分带锈涂料主要有稳定型、渗透型、转化型三大类型,主要依赖络合剂、渗透剂、转化剂和缓蚀剂将锈蚀渗透、转化、包裹达到可带锈涂装的目的。由于使用较成功的都是综合型的,所以本研究中,将能对锈蚀起作用的中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网组分分类后,采用L()正交设计试验法,同时进行试验考核。()锈蚀稳定剂:如多聚磷酸铝、锌铬黄等()锈蚀转化剂:如单宁酸、柠檬酸等()表面活性剂:如具有对锈渗透和对水乳化作用的脂肪醇聚氧乙烯基醚、聚氧亚乙基酚醚、聚氧乙烯烷基酚醚等()附着增强剂:能增强水和锈面的附着力的增强树脂。试验结果证明,锌铬黄和铬酸二苯胍性能较好,也是传统的带锈涂料组分,事实上铬酸二苯胍具有加强锌铬黄稳定锈蚀作用的效果,缺点是铬的毒性问题依然未能得到解决而合理地使用具有渗透性能的表面活性剂,可在不影响涂层防腐性能的基础上,提高涂层的物理机械性能,并与锈蚀稳定剂配合,增强涂层的带水、带锈涂装能力。带水涂料组分要做到可以在水分较多的表面上(如有水膜存在的情况下)可以直接涂装溶剂型防腐涂料,仅仅依靠环氧树脂及其固化剂可以在微湿表面涂装的特性是不够的。为此,首先设想采用吸水剂的方法,通过在涂料中添加生石灰(CaO),利用CaO的强吸水功能CaOHO=Ca(OH)ψ实现带水涂装目的。但试验后的结果不理想,因为制成后的涂料含有一些硬质的颗粒,从而影响涂层的平整度、封闭性等多项性能,其原因是部分CaO吸收了涂料各组分中所含的水分,生成了Ca(OH)ψ颗粒。由此可以预料:其一,虽然可以在制备涂料前烘干颜料和去除溶剂中的水分,但显然会增加生产成本,而且带来储存期缩短的问题其二,在水膜上涂刷时吸水产生的颗粒也会破坏涂层的完整性。所以,该方法不适合在本场合使用。第二种设想是通过添加可与水共沸的溶剂,如小分子的醚、酮、醇类,在溶剂挥发过程中与水共沸,从而带走表面的水分,通过试验证明该法是可行的。首先要解决加入该类溶剂后,是否会影响溶剂系对环氧树脂的溶解性能,由于醇类和芳香烃类溶剂单独使用时均不是环氧树脂的溶剂,但根据物质的溶解度参数原理,当以适当比例混合后,可以成为环氧树脂的溶剂,如甲苯、丁醇和二甲苯、丁醇的混合溶剂常被作为环氧涂料的溶剂使用,但丁醇不能用于与水共沸,可以与水共沸的有机醇类溶剂主要有无水乙醇、异丙醇等此外,由于甲苯和二甲苯是有毒溶剂,近年来开始逐步采用不含甲苯和二甲苯的低毒高沸点芳烃溶剂取代,因此用芳烃溶剂和小分子醇类混合配比进行了溶解性能试验,以确定其合适的比例和用量,试验结果如表所示。表混合溶剂溶解性能试验中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网注:混合溶剂与环氧树脂的比例为,总量为g。由表中试验数据可见,当芳烃:小分子醇=时,其溶解环氧树脂的能力与常用的甲苯、丁醇混合溶剂相当,但溶解速度较慢,表干速度也较慢,前者为h,后者为h。因此,为基本不影响原涂料系统的性能,可以采取部分取代甲苯、丁醇的方案。其性能对比试验结果见表所示。表溶剂系统对比试验注:盐雾试验系用划痕试验法,根据划痕处的锈蚀情况和划痕附近涂层的起疱情况评分。试验采用涂装在含水、带锈的钢板表面进行性能评定。显然,添加了小分子醇带水涂装组分后,涂层的机械性能未受影响,但防腐蚀能力大大提高,正是由于水处理剂将试样表面的水分带出所致,实际上,当在水分很多的物体表面涂装时,肉眼可以见到涂层表面有微小的针孔,为水分快速挥发所致。配方组成甲组分:()双酚A环氧树脂:~()混合溶剂:甲苯~,丁醇~,高沸点芳烃溶剂~,以及适量小分子醇()渗透剂:~()锈蚀稳定剂及转化剂:锌铬黄~,铬酸二苯胍~()防锈颜、填料:铁红~,氧化锌~,铝粉~,磷酸盐~,硫酸钡~,云母~中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网()防流挂剂:~乙组分:长链取代酚醛胺甲组分:乙组分=(重量比)主要技术指标表“H带湿带锈涂性能对比试验结果防锈性能对比(详见表)从表试验结果可知,参加对比试验的所有涂料品种都是国内现用的高质量防锈涂料,具有较好的综合性能,但以“H带湿带锈涂装底漆”和上海国际油漆公司的“ENA改性环氧防锈漆”性能最好。中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网带锈涂装性能(附着力)对比试验考虑到低处理表面涂料中的锈蚀稳定剂和渗透剂需要较长的时间才能起作用,所以在涂层干燥d后再分别测定正常涂装和带锈涂装时的拉开法附着力,以确定涂料带锈涂装的能力,测试结果如表所示。带湿涂装性能(附着力)对比试验带湿涂装能力的对比分别采用带水和正常涂装后,测量其拉开法附着力进行对比分析,其测试结果见表。表带湿涂装能力对比试验应用情况该漆首先在采用手工和电动除锈机除锈后,钢板表面仍然存在左右面积的锈蚀并存在水滴的情况下,用滚涂法直接涂装“H带湿带锈涂装底漆”道,共μm干膜,不涂其它面漆,单独作为船舶水舱防腐涂料,使用二年后涂层完好。该漆曾在阴雨天被分别涂装于用高压水磨料除锈后的带水、微锈表面和带有底漆的带湿表面以及直接涂装在经高压水快速简单处理的船底漆表面,随后再涂装减少一道船底防锈漆的原配套船底涂料,使用二年后配套涂层未出现裂纹、生锈、起泡、脱落等不良现象,涂层完好,船底涂料使用性能正常。表典型高性能防锈涂料性能对比试验中国涂料在线wwwcoatingolcom中国领先的涂料行业门户网注:表中下部为评分,满分为分。表带锈涂装能力对比试验结论“H带湿带锈涂装底漆”,具有优良的带湿带锈附着力等物理机械性能,防锈、防腐性能优异。可在雨天及冬季低温条件下,采用喷、滚、刷等各种方法施工,涂膜饱满、光亮、无针孔。不但可直接涂装在高压水除锈后的返锈、带湿表面和其它湿度大、难以良好除锈的物体表面,也可适用于正常除锈表面既可与绝大多数类型的涂料配套作为低处理表面底漆使用,也可单独作为内用防腐涂料使用,是新一代高性能、多用途的低处理表面用涂料。

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