环保型水性沥青环氧树脂防腐涂料(I)

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1、182环保型水牲沥青环蠡桶nmilr]腐涂料刘东杰，王云普牢，高敬民，李玉峰，郭晓芳(甘肃省高分子材料重点实验室，西北师范大学高分子研究所，2#1730070)摘要：本文以水性环氧树脂为改性剂对乳化沥青进行改性，利用极化曲线法，结合电化学交流阻抗技术研究了涂覆在A3钢上沥青一环氧树脂复合涂层在不同的涂层厚度、不同的腐蚀时间、不同的介质中电化学腐蚀行为，结果表明：水性环氧树脂与沥青质量比为2／1—1，4时，复合涂层具有较大的阻抗值和较低的腐蚀电流密度，同时在较长的浸泡时间后依然具有很好的防腐蚀能力。因此可作为抽『生环保防腐涂料使用和推广。关键词：乳化沥青；水性环氧树脂；极

2、化曲线；交流阻抗；腐蚀石油沥青具有良好的粘结性、抗老化性和防水防腐能力，长期以来被广泛地用作筑路、防腐和密封材料。用于防水防腐工程有原料易得、价格低廉等优点，是国内外防水防腐工程中应用最为广泛的材料之一。以沥青环氧树脂为基料的防腐涂料，保持了沥青涂料优良的抗水性能，涂层柔韧性和耐腐蚀性能。克服了沥青涂料硬度不高，耐磨力、粘结力差和软化点低的缺点，与环氧树脂涂料相比较价格便宜。此外涂层还具有良好的抗渗透性能，可以满足现代工业在苛刻环境条件下的使用[1-4]。近年来由于世界各个国家对VOC(有机挥发性化合物)排放限制要求越来越高，涂料工业开始向高固体分、粉末涂料、水性涂料、

3、光固化涂料等方向发展。VOC排放量的多少在某种程度上成为评价一种涂料是否是环保涂料的标准【5】。本文根据高分子共混改性的基本原理，研究了环氧树脂乳液改性乳化沥青的制备，并采用电化学极化曲线法和电化学交流阻抗谱考察了沥青基环氧树脂涂层对A3钢防腐蚀作用，并比较了在不同的涂层厚度、不同的腐蚀时间、不同的介质中电化学腐蚀行为。另外，水性沥青环氧树脂防腐涂料未见文献报道。1实验部分1．1实验原料双季铵盐阳离子乳化剂(SXK一1)，盘锦三鑫路用材料有限公司产品(工业级)：90#f-历青，辽河油田石化总厂产品：环氧树脂乳液(EP一51)，浙江安邦新材料发展有限公司产品(工业级)：去

4、离子水，自制；增稠剂(丙烯酸碱溶胀型)，自制：盐酸，市售。1．2沥青乳液的制备(1)将乳化剂溶于55,--65oC的水，调节pH值至酸1生：(2)将沥青加热至120—130cC，按油水比60：40加入到上述乳化剂溶液中，经胶体磨高速剪切搅拌5—8min得到固含量60名的沥青乳液(EA)。1．3水性沥青基环氧树脂防腐涂料的制备定量称取乳化沥青，充分搅拌10min，然后向其中加入水性环氧树脂乳液，并按比例加入水性环氧固化剂(EP．51按100份：75份)，充分搅拌20min混匀后，静止熟化20—30min，加入相应的助剂，高速搅拌混合均匀，注意避免混合过程中乳液的破乳。所制

5、备的涂料性能如下表1所示。表1水性沥青基环氧树脂防腐涂料性能检测项目性能指标固含量表干时间／h实干时间／h3．5％NaCl浸泡10d0．IMHCl浸泡10d软化点，℃>58％3—4<20涂膜光泽基本不变无变化，无泡85—901．4电极的制备将A3钢剪成10nllnXl5mln规格的钢片，依次用粗砂纸、细砂纸(1000Cw)和金相砂纸打磨，再用丙酮浸泡清洗，除掉表面油污。然后用软毛刷将复配混合均匀的乳液均匀涂刷在钢片的一面，待涂膜室温固化成型后蜡封，固定留出1cm2的工作面积。1．5极化曲线测量用CHl604A型电化学分析仪(上海辰华仪器公司)测定。采用三电极体系，涂有乳

6、化沥青的A3钢片为工作电极，铂丝电极为对电极，参比电极为Ag／AgCl电极。起始电压一1．0V，结束电压0V，扫描速率0．01V／s。1．6交流阻抗测试用TH2818型自动元件分析仪(常州同惠电子有限公司)测定。以涂有复配好乳液涂层的A3钢片为工作电极，以铂丝电极为对电极。在20Hz～300KHz频率范围内扫描测得阻抗(1zI)和相位角(0r)，采样点数：100。2结果与讨论2．1极化曲线研究强化区极化测试方法是最经典的腐蚀速度电化学测试方法，较为方便简单。通过E—LogI作出阴阳极极化曲线，两线相交点为腐蚀电位(E。)，两曲线切线的交点为腐蚀电流(厶。。)。通过比较所

7、得的E。。和，c。可以区分防腐效果的差别。2．1．1涂层在不同腐蚀介质下的tafeI曲线由图1可以得出A3钢的腐蚀电位为：一0．65V，腐蚀电流密度为：10‘6‘5A／cm2。在酸性、盐性和黄河水腐蚀介质下，涂覆有复合涂层的A3钢腐蚀电位向正方向分别移动了128mV、130mV和90mV，而腐蚀电流密度由10‘6·5A／cm=降低到10—6·9A／cm2、10。81A／cm2和10。76A／cm2。可见，当金属表面涂覆乳化沥青与环氧树脂复合涂层后，阻碍了电解质溶液和02扩散到金属表面，使腐蚀电位提高，腐蚀电流变小。督4e．图1涂覆b-B0