厚膜型无溶剂环氧重防腐涂料的研究

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1、中国涂料在线www.coatingol.com厚膜型无溶剂环氧重防腐涂料的研究蒋健明，陈正涛(海洋化工研究院，山东青岛266071)摘要：比较了不同环氧树脂、环氧固化剂、颜填料、助剂等的特性，制备了厚膜型无溶剂环氧涂料，并进行了各项性能的检测，结果表明，该涂料具有极低的VOC含量，符合环保要求，适用于要求长效防腐的钢构件。关键词：无溶剂涂料；环氧涂料；重防腐涂料；厚膜型涂料1引言21世纪是海洋的世纪，国家对海洋的开发力度在逐步加大，以港口经济、海洋经济作为支柱经济。随着各种开发海洋的作业平台如港口、浮船、船舶、海上石油钻采平台、海洋勘探设备的建设，因其中大部分采用

2、钢结构设施，且许多部位要求防腐期效与设备的使用期效相当，这些设施在使用过程中经常受到海洋盐雾、海水的侵蚀，阳光直射使表面温度高达6O℃。强烈紫外线的照射、一些机械的碰撞，致使材料被腐蚀破坏，影响设施的正常使用，甚至造成事故。采用溶剂型防腐涂料进行保护，要满足长期防腐的要求，往往需要涂装多次，每道施工间隔长，不但增加了施工成本和延长了工期，而且易造成涂装缺陷，使涂层防腐期效不理想，需定期进行重涂维修，尤其对于港口的钢管桩、海上石油钻采平台水下部位的维修需要潜水员进行水下作业，耗费巨大。在船舶、勘探设备的压载水舱等密闭狭小的部位进行涂装时，采用溶剂型涂料，往往因通风不

3、良，易燃易爆的有机溶剂挥发，造成挥发性气体积聚形成火灾隐患，且有机溶剂对施工人员、船员的身体也造成不可弥补的损害。用无溶剂涂料取代溶剂型涂料是防腐涂料的发展趋势。无溶剂涂料符合环保法规的要求，单道施工就能得到厚涂层，提高防腐效果，降低火灾隐患，缩短工期，提高设备的利用率。涂料防腐期效与涂层特性的数学公式如下：式中：L——涂层的防腐寿命；h——涂层厚度；D——水和氧气在涂层内的扩散系数；τ——水分透过后的涂层的寿命，是膨胀内部压力(PB)和涂膜剥离层应力(σn)的函数。从上式可以看出，涂层厚度、涂料密闭性对涂料的防腐寿命起着十分重要的作用。厚膜型无溶剂环氧涂料施工时

4、基本无溶剂挥发，并可以减少涂层中的挥发性气孔，提高涂层密闭性，单道涂膜能达到400µm，具有长效防腐性。2试验部分中国涂料在线www.coatingol.com2．1原料和试验仪器设备液态环氧树脂616、618、6101，工业级，无锡树脂厂等；环氧固化剂聚酰胺140、T31等，天津延安化工厂；活性稀释剂5748、660、600、6360，上海树脂厂等；磷酸锌等防锈颜料；云母氧化铁、硫酸钡等填料；助剂。试验仪器设备：S-65三辊机、SFJ-400砂磨分散多用机、QCJ型漆膜冲击器、Q—FOG盐雾试验箱。2．2配方设计比较不同类型的环氧树脂、环氧固化剂，确定涂料树脂体

5、系。添加不同的颜料和涂料助剂，按不同配比研磨制漆，进行性能评价。2．3性能测试性能测试结果见表1。表1检测项目及指标3结果与讨论。3．1树脂基料对涂料性能的影响3．1．1环氧树脂对涂料性能的影响无溶剂环氧涂料重点需要解决涂料的常温施工性能与涂料韧性、防腐性能之间的综合平衡。环氧树脂随着其相对分子质量的变化和树脂类型不同，其特性也有较大的区别。对双酚A型616、6101、618的黏度、低温结晶性能、反应活性、防腐性能、机械性能进行了比较。双酚A型618等液态环氧树脂常温黏度大于12Pa-s，尤其在低温时618、616、6101等环氧树脂黏度增加较大，加工变得十分困难

6、；双酚A型环氧树脂随其相对分子质量的降低，分子中的羟基含量降低，缺少羟基的催化作用，树脂的反应活性降低，与固化剂的胶化时间延长，更利于施工；双酚A型环氧树脂随其相对分子质量的降低，对应的防腐性能略有下降，但仍能满足目标的防腐要求；由于分子链的变短，涂层的柔韧性降低，脆性增大。双酚F型较双酚A型有更好的防腐效果，但它所得涂层的机械性能略差，尤其脆性较大。综合以上环氧树脂的特点，为得到具有良好的加工性能，较长的施工期效、防腐性能和低温可操作性，以618环氧树脂作为环氧涂料的主要基料。3．1．2活性稀释剂对涂料性能的影响中国涂料在线www.coatingol.com为进

7、一步降低树脂黏度，采用活性稀释剂来稀释环氧树脂。通过对单、双、三官能度的多种活性稀释剂进行比较，660、600类活性稀释剂气味较大，稀释效率高，但对涂料的增韧改性效果不明显，对胶化时间无明显影响。5748毒性小，稀释效率高，但与胺类固化剂的混容性差。最终采用聚醚型环氧树脂6360作为环氧树脂的稀释和增韧剂，延长体系的胶化时问。将此活性稀释剂添加到树脂体系中，大大降低了涂料的体系黏度，同时提高了体系的柔韧性和抗冲击性能。添加5％聚醚型环氧树脂6360，清漆漆膜经50cm冲击，未见开裂脱落现象。随着颜料量的增加，色漆的抗冲击性能降低，相应的增韧剂的用量需要提高，当聚醚

8、型环氧树脂