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环氧树脂玻璃鳞片涂料-环氧玻璃鳞片胶泥涂料
发布时间:2021-07-20 08:47:20浏览次数:
环氧树脂具有良好的附着力,对中等强度的酸、碱和有机溶剂有良好的抵抗力,并含有较多的固化剂,使其在各种施工条件下具有良好的成膜性能,并可与填料助剂互溶,但它们的缺点是脆性大,耐候性、热稳定性和阻燃性差。
 
针对环氧涂料的性能缺陷进行了大量的改性研究。贾荣勋研发了一种酚醛改性环氧树脂涂料,用于碳钢换热器的防垢防腐蚀,提高了涂料的耐溶剂性和耐热性。但由于酚醛树脂脆性大,配比用量有限,大量使用时涂层变脆,固化不完全。马蒂瓦南尔等人。开发了一种耐热环氧有机硅涂层,具有改善的脆性、耐候性和耐热性。 Selvaraj 使用具有活性端基的橡胶状弹性体来增韧环氧树脂,从而提高韧性但降低耐热性。温建国制备的环氧玻璃鳞片重防腐涂料大大提高了涂料的防腐性能,但对阻燃性能没有进一步研究,玻璃的低导热性不利于以提高涂层的耐热性。
 
本文通过选择合适的固化剂和填料制备了厚浆型环氧树脂涂料,大大提高了其阻燃、防腐和力学性能。
 
 
 
玻璃鳞片的表面预处理:先将玻璃鳞片在质量分数为5%的NaOH溶液中70℃浸泡30分钟,用水洗至pH值7~8,然后在室温下,质量分数为10%~20%钛酸 将酯偶联剂在丙酮溶液中浸泡30分钟,过滤,90℃干燥备用。
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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1.4 性能测试
 
防腐性能测试:电化学阻抗谱采用电化学工作站和5210锁相放大器测量系统,频率范围为105~10-3Hz,每个样品选择30个频率测试点。试验在与恒电位仪/恒电流仪、自制电解槽和电解液质量浓度为50g/L的H2SO4溶液相连的三电极系统中进行。将油漆涂在经过除锈、脱脂处理的马口铁(120mm×50mm×0·2mm)上,固干后测量涂层厚度。将选定的涂层均匀地浸泡在质量浓度为50g/L的H2SO4溶液中,在室温开放条件下电解液与涂膜的接触面积约为5cm2。通过比较浸渍后涂层的阻抗,研究了各种改性对涂层耐腐蚀性能的影响。
 
阻燃性:按GB/T2406(塑料燃烧性能试验方法氧指数法)测定氧指数;使用UL94-1996标准测试涂层的垂直燃烧性能。花键的制备方法如下:将制备好的涂料放入比标准规定尺寸大1~2mm的模具槽中,110℃固化1小时后取出。用砂纸将它们磨成70mm×6·5mm×3mm的测量氧指数的花键和125mm×13mm×3mm的测量垂直燃烧的花键。按此方法,每条花键准备3~5片待用。
 
力学性能:漆膜力学性能按国家标准测定,漆膜厚度按GB1764-79测定;漆膜韧性按GB/T1731-1993测定;漆膜附着力按GB/T1720-1989测定;试验按GB/T6739-1996漆膜硬度测定。
 
2 结果与讨论
 
2.1 涂层防腐性能分析
 
2.1.1 锌铁红在酸性环境防腐体系中的作用
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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图1为A配方涂料和B配方涂料在质量浓度为50g/L的H2SO4溶液中浸泡12小时的电化学阻抗谱。从图1中配方B涂料的波特曲线可以分析出锌和锈红对钢具有良好的阴极保护作用。涂层被酸渗透并起泡,但下面的基材没有生锈,因此涂层没有失去阴极保护。氧化铁红具有很强的遮盖力和着色力,并具有优良的耐光性和耐高温性。防腐机理是堵住涂层中的渗透通道,使介质缓慢渗透,从而起到更好的保护作用。
 
2.1.2 玻璃鳞片对涂料防腐性能的影响
 
按配方C制备含20%、30%和40%玻璃鳞片的涂料,均涂刷3次。在酸性电解液中浸泡14天后的交流阻抗波德图如图2所示。 图2中的波德曲线表明,只有40%的样本曲线在低中频偏离纯电容特性,并且阻抗小,这是由于溶液介质穿透涂层到达金属表面时形成腐蚀电流引起的。图3为玻璃鳞片含量分别为30%(a)和40%(b)的涂层横截面SEM图。由图3可以看出,过多的片状物在涂膜中无序堆积,增加了空隙和气孔等缺陷,从而影响了涂层的致密性,降低了其抗渗透性,导致耐腐蚀性能下降,涂层的机械性能。
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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图 4 为含 30% 玻璃鳞片的涂料分别具有 1、2、3 层涂层的 Bode 图,即不同厚度的涂层在酸溶液中浸泡 14 天。浸渍14天后,仅一层涂层的涂层电阻明显低于二层和三层涂层,并显示出两个时间常数,表明涂层已被酸溶液渗透。
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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由于涂膜中玻璃鳞片的鳞片状结构平行排列,将基材分成许多小区域,其中微小的气泡、裂纹和分子腔相互分离和切断。当腐蚀性介质渗透到复合涂层中时,暴露在一层玻璃鳞片层的阻隔中,大大延长了介质的渗透时间,从而有效地抑制了介质的扩散。而且,由于氧化皮不连续地分散在涂膜中,可以降低树脂固化时产生的残余应力,大大降低涂层的收缩率,大大减少防腐层的微裂纹和气孔,从而提高防腐层的性能。防腐蚀作用。涂膜中鳞片的含量直接影响涂层单位厚度玻璃鳞片的重叠层数,进而影响腐蚀介质的渗透性。镀层在马口铁基材上的保护性能较差,因此要获得良好的保护涂层,涂层需要达到一定的厚度才能发挥其优异的抗渗透性。
 
酸性环境下2·1·3涂层防腐性能评价
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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图5为三种30%玻璃鳞片B配方漆膜在酸溶液中浸泡不同天数的Bode曲线。浸渍50d后,涂层仍处于渗透初期,但至58d,涂层显示出两个时间常数。漆膜已被酸溶液渗透,漆膜对基材失去保护作用。
 
2.1.4 涂层对酸、碱、盐腐蚀介质的防渗性能评价。图6为含30%玻璃鳞片的B配方漆膜的三种涂层,分别在酸、碱、盐溶液中浸泡58天。图形。从图6可以清楚地看出,该漆膜具有优异的耐碱和盐溶液性能。
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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2.2 涂料组分对涂料阻燃性能的影响
 
环氧树脂的LOI值(极限氧指数)为0.20,可燃。表2显示了试验B配方涂料和C配方涂料的阻燃性能。从表2可以得出结论,玻璃鳞片含量在25%~35%之间的涂料在空气中是不易燃的,是具有阻燃性能的涂料。
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
防腐玻璃鳞片/环氧树脂涂层性能
 
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在涂层中,当填料玻璃鳞片分布均匀且层状紧密时,如图3(a)所示,由于玻璃鳞片的不燃性和低导热性,向被保护基材的传热速度可减少,对燃烧起抑制作用。当玻璃鳞片含量低时,可燃有机组分渗入并包围玻璃鳞片,减弱玻璃鳞片的隔离作用。当玻璃鳞片的含量达到40%时,由于玻璃鳞片的团聚(如图3(b)所示),结构阻燃效果基本失效,无法与加入的玻璃鳞片发挥协同阻燃效果。阻燃元素。结果,涂层的阻燃性能降低。
 
聚醚胺固化剂在涂料中引入N元素,热分解产生不可燃的惰性气体NH3、NO2、NO。由于NH3与氧气反应生成NO2和H2O,在一定程度上可以稀释氧气和可燃气体的浓度,具有一定的物理阻燃作用;同时也促进基材固化材料的热熔和碳化,起到凝聚相阻燃作用;其中,NO2和NO可以捕获燃烧反应的自由基如H·和HO·,从而抑制燃烧反应的进行。
 
此外,氧化铝是无机耐火材料,燃烧形成的其他碳化物在材料周围形成惰性屏障,可以减缓燃烧速度,控制火势的迅速蔓延。而用于鳞片表面处理的偶联剂不仅为阻燃涂料提供优异的附着力和耐热性,而且通过钛的路易斯酸作用促进环氧树脂固化,并含有配位亚磷酸酯及以上阻燃改性起到良好的阻燃增效作用。
 
2.3 各层力学性能分析
 
表 3 列出了每种涂层的机械性能。从表3可以看出,用端氨基聚醚D400固化环氧树脂制备的漆膜具有非常好的韧性和优异的附着力。该固化剂是一种具有柔软聚醚骨架,末端带有氨基或胺基的脂肪族化合物。固化后可提高环氧树脂的韧性和耐老化性,并具有高活性和低粘度。在室温下固化。涂层在室温下需要超过 36 小时才能固化。
 
但作为厚浆型涂料,随着漆膜体系中高硬度无机填料玻璃鳞片的增多,涂层的韧性急剧下降。这是因为当涂层受力时,漆膜中的大分子链发生移动并传递扭矩,但玻璃鳞片在偶联剂的作用下与环氧树脂发生强烈的相互作用,导致链段移动。被堵塞,在每个玻璃鳞片与漆膜分子的连接界面上产生裂纹,导致整个涂层的韧性迅速下降。
 
 
 
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