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一种水性环氧防腐涂料的研制

来源:沈阳派尔化学有限公司 作者:苍会升,温义丽,于清章 时间:2019-08-21 点击:
导读:研制一种水性环氧防腐涂料。主要对该涂料最佳的PVC值进行确定实验,对该涂料改性剂进行测试选择,对水性环氧树脂与固化剂配比进行选择,并对增稠剂、润湿剂和消泡剂等助剂进行筛 4又锌⒁恢质屎瞎ひ祷曰费醴栏灼岬淖钣排浞健
0 前 言
随着科技的进步和社会的发展,人们对环境保护的意识日益增强,水性涂料作为一种新型绿色环境友好型涂料之一,得到进一步应用。近些年,各国涂料行业都在对低VOC排放的涂料进行研究。水性涂料极大地减少甚至完全消除了VOC的排放,将成为一种重要的涂料品类,而且以水为分散介质使施工更安全方便,水性涂料必将有极好的发展前景。
每年我国因腐蚀造成的能源和经济消耗十分严重,研发和生产水性防腐涂料已经成为趋势之一。环氧树脂因其本身具有良好的耐腐蚀性、耐化学药品性及耐溶剂性,尤其是优良的耐碱性,并且具有附着力强、硬度高、耐磨性好等优点,广泛应用于防腐涂料领域。而环氧树脂的选择对环氧防腐涂料的性能起到至关重要的影响。本文主要探究水性环氧防腐涂料不同的PVC值、改性剂的使用、树脂与固化剂配比对涂膜性能的影响,并对增稠剂、基材润湿剂及消泡剂进行筛选,开发一种性能优于行业标准,适合工业生产的水性环氧防腐涂料。
本次实验主要探究最佳水性环氧防腐涂料的PVC值、改性剂的使用、水性环氧树脂与固化剂配比对涂料涂膜性能的影响。其次对增稠剂的型号、基材润湿剂的型号和消泡剂的用量进行了选择,目的为研制一种性能优良的水性环氧防腐涂料。

1 实验部分
1.1 实验用仪器及原材料
1.1.1 实验仪器
ESJ205-4型电子天平、TT210型测厚仪、SFJ400型砂磨分散仪、QCJ型涂膜冲击器、QTY-32型弯曲试验仪、MY-XD-767A型氙灯耐气候试验箱、HFY-6090型人工促进盐雾机、QBB型涂料比重杯等。
1.1.2 实验用原材料
水性环氧树脂、去离子水,市售;润湿剂、分散剂、消泡剂,德国迪高;助溶剂、pH值调节剂,国产;基材润湿剂、增稠剂、流变剂,毕克;环氧铁红,拜耳;磷酸铝、硫酸钡,国产。
1.2 水性环氧防腐涂料的制备
对同种水性环氧树脂设计4种不同涂料配方,进行单因素实验。本实验目的是测试不同PVC值、改性剂及固化剂的配比对防腐涂料中的应用性能差异,所以4种配方中水性环氧树脂和填料、颜料、助剂的比例都应为最佳比例。
1.2.1 基本配方(见表1)
实验用基本配方
不同的PVC值和改性剂分别测试
注:固化剂为酯配套固化剂、用量按等当量配比。
1.2.2 工 艺
在低速搅拌条件下,按顺序将去离子水、水性环氧树脂、改性剂、润湿剂、分散剂和消泡剂预混,接着在搅拌下加入氧化铁红、磷酸铝和硫酸钡,随后将搅拌速度提升至600~800 r/min,分散均匀没有大颗粒即可;转入研磨工序,开启砂磨设备,进行充分研磨。研磨细度≤40 μm,随后加入助溶剂、流变剂和基材润湿剂,800 r/min搅拌30 min,过滤。搅拌过程中依据溶液酸碱性和黏稠度适度增加pH值调节剂和增稠剂。
1.3 涂膜的制备
涂膜按照GB/T 1727—1992标准制备,恒温实验室静置养护7 d。
1.4 水性环氧防腐涂料涂膜性能测试标准结果(见表3)
水性环氧防腐涂料涂膜检测结果
2 结果与讨论
2.1 配方中原料的PVC值对产品性能的影响
水性环氧树脂是通过物理及化学的方式形成微粒或液滴的形式,并以水为连续分散介质所配制的分散体系稳定的水性环氧树脂,因此树脂与固化剂应配套使用。树脂与固化剂都参与成膜,颜填料等固体粉剂的密度及吸油值都影响了产品的PVC值。按表1和表2分别设计的3个配方进行A、B、C3组不同的实验。
实验所制得的3种不同涂膜性能如表4所示。
由表4可以看出,水性环氧防腐涂料的PVC值对制成涂料的性能影响很大。贮存稳定性:A最差;表干时间:A最快,C最慢;附着力:A最差;柔韧性:A最差;耐盐水:A最佳,C最差;耐盐雾:B最佳,A最差。
综合所有性能的对比,B组实验数据均较好与其他两组,因此设计产品配方最佳PVC值的方案应为37%~41%。
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