水性防腐涂料的制备
作者 :  白栋

  摘要: 将两种或两种以上的物质通过化学键合作用结合在一起,有效的改性方法是化学改性,近年来国内外对环氧树脂进行改性,主要是为了提高其性能。这样一方面不会出现相分离的现象,另一方面具备了各种成分的优势。丙烯酸具有良好的物理机械性能,涂膜性能易于调解,柔韧性和耐有机溶剂性能,优异的耐寒性,弹性等优点,但防腐性能相对较差。将环氧树脂与丙烯酸酯类单体接枝聚合,本研究通过分子设计,配合少量的高效无毒防腐颜料钛铁粉,得到水溶性环氧丙烯酸树脂作为水性防腐涂料配方中的基料,制得性能良好的防腐涂料产品。
  Abstract: Chemical modification is an effective modification method through the chemical bonding. In recent years, at home and abroad, the epoxy resin modification is to improve its performance. It has the advantages that it will not appear segregation phenomenon, and it has the advantage of various components. Acrylic acid has good physical and mechanical properties. It is easy to mix, and has excellent elasticity, flexibility and organic solvent resistance properties, but its property of corrosion resistance is poor. Polymerize epoxy resin and acrylic acid. By molecular designing, add a little of effective and innocuous corrosion resistance pigment—ferrotitanium powder, at last, get the water-soluble epoxy acrylic resin as formulation of binder water-soluble anticorrosive coating, prepared anticorrosion coatings with good product performance.
  关键词: 防腐涂料;环氧树脂;配方与性能
  Key words: anti-corrosion coating;epoxy resin;formulation and properties
  中图分类号:TU56+1.67 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)25-0274-02
  0 引言
  环氧树脂涂料固化后的涂膜具有硬度高,附着力强。作为防腐涂料的基料使用最多,具有电绝缘性好,耐水,耐化学品性能优异等特点,但在使用中人们发现环氧树脂存在一些缺点,如:耐紫外线,抗黄变的性能不佳,且价值较高和水性化空难,固化膜的柔性不够(脆性大),针对环氧树脂这些问题,我们进行如下研究:
  1 试验部分
  1.1 原料及试剂 滑石粉,氧化铁红,硅锘酸铅,氧化锌皆为国产工业级;钛铁粉,山东单县特种防腐涂料厂;丙烯酸类单体,化学纯试剂;环氧树脂E-44,江苏三木公司。
  1.2 水性环氧丙烯酸树脂的制造 先转移到含有一定量的乳化剂和去离子水的三口烧瓶中,先将计量的环氧树脂E-44用适量的丙酮溶解,在80℃的恒温油浴中先加入50%的过硫酸铵引发剂脂类混合单体和40%的乳化剂和20%的丙烯酸,至体系变蓝后,分批加入余下的引发剂,同时在逐渐滴入准确计量的丙烯酸和脂类单体,乳化剂,约3H滴完后在反应2H,然后加入氨水调解体系的PH值至7-8,最后将反应体系降温至室温即可。
  1.3 水性防腐涂料配方与性能 将颜填料,分散剂,研磨至细度小于30μm,加入配方中其他组分,去离子水和水性环氧树脂丙烯酸树脂混合,充分混匀后得到防腐涂料产品。以马口铁片为底料,喷涂、刷涂或刮涂,按GB/T1727-1992方法来进行,参考配方及性能检测结果见表1、表2。
  2 结果与讨论
  2.1 环氧树脂用量对涂膜力学性能的影响 在水性环氧丙烯酸树脂的制备中,改变环氧树脂在树脂固体组分中的含量,可以得到一系列树脂,环氧树脂中的环氧基在一定的温度下可以与丙烯酸及其酯类的烯键开环聚合,得到热塑性环氧丙烯酸树脂。如表3所示,然后对其涂膜进行力学性能测试,表3结果表明,冲击性能和附着力在当环氧树脂的含量超过40%时有所降低,当环氧树脂的含量递增时,涂膜的硬度得以改善,考虑到环氧树脂的价格较高,其用量以30%为宜。降低的原因大多是由于环氧树脂的刚性较大的原因引起的。
  2.2 防腐颜料对涂膜性能的影响 防腐颜料对防腐涂料性能的影响见表4。主要分为物理和化学防腐两种机理,不同的防腐颜料具有不同的防腐机理。
  2.3 基料树脂种类对涂膜性能的影响
  配方中加入5%钛铁粉作为防腐颜料,研究树脂种类对防腐涂料性能的影响,选用不同的基料树脂配制防腐涂料,试验结果见表5。表5表明,可使用涂料具有突出的机理稳定性、耐盐雾性、涂膜机械性能好、疏水性和附着力、成膜致密、冻融稳定性能突出,综合性能优[2]。由于自干型醇酸、丙烯酸乳液膜的交联密度低,水性环氧丙烯酸树脂具有明显的性能优势,相对于醇酸、环氧和丙烯酸乳液,涂膜的封闭性相对较差,且醇酸树脂的耐候性差。在树脂中加入了具有自交联功能的单体,自干型环氧丙烯酸树脂强耐候性的优点,使环氧丙烯酸涂料具有明显的综合性能,在涂膜中能很好地交联。   3 结论
  ①环保防腐涂料选用钛铁粉防腐效果最好,用量最少,比传统氧化铁红和锘酸铅防锈颜料具有较好的防锈效果,环保防腐涂料选用钛铁粉和磷酸锌无毒防锈颜料,5%的用量可使该防腐涂料的防腐性能处于最佳水平。
  ②将环氧树脂E—44与丙烯酸树脂,结合了环氧树脂、丙烯酸树脂的优点,具有优异的防腐性能,接枝共聚得到的水性丙烯酸改性环氧丙烯酸树脂,涂料的综合性能要想达到最优,必须使环氧树脂E—44在树脂中的质量分数为30%才可以。
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