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  环氧树脂601,环氧树脂6101,腰果壳油改性胺等环氧树脂固化剂,锐钛型钛白粉等颜料,均为国产；磷酸锌、三聚磷酸铝等防锈颜料,工业级；滑石粉等填料,工业级；其他助剂,溶剂等。

    1.2低温快干环氧防腐涂料参考配方(见表1)

    1.3低温快干环氧防腐涂料的生产工艺

    先将环氧树脂用混合溶剂溶解成环氧树脂溶液备用,制漆时将溶解好的环氧树脂溶液、润湿分散剂、颜填料、助剂等搅拌均匀后研磨至细度为60μm以下,然后加入助剂、溶剂等调漆,经检验合格后,过滤包装即得成品。

    表1低温快干环氧防腐涂料参考配方
防腐涂料参考配方 src="/uploadfile/201008/20100803015302991.gif" border=0>
 表2低温快干环氧防腐涂料的性能 



    

    1.5检测

    低温快干环氧防腐涂料作为在0℃条件下快速固化的防腐涂料,除了具有优异的机械性能外,还必须具有能在0℃条件下快速固化的特性(以便满足涂料快速的施工性能)和优异的防腐性能。特别是现在施工单位普遍要求在冬季环氧防腐涂料能够满足最多干燥12h后就可以涂刷聚氨酯面漆的要求。为了考察低温快干环氧防腐涂料在0℃条件下快速固化的性能,我们主要通过下列途径来检测,即:一是检测涂膜在0℃条件下固化的硬度;二是复涂聚氨酯面漆后,检测面漆与环氧防腐涂膜的层间附着力,具体来说就是将低温快干环氧防腐涂料在0℃条件下干燥一定时间(即复涂时间)后,再复涂聚氨酯面漆,并将复涂面漆的涂膜再在0℃条件下干燥7d后测层间附着力;三是检测面漆的光泽。具体来说就是将低温快干环氧防腐涂料在0℃条件下干燥一定时间(即复涂时间)后,再复涂聚氨酯面漆,并将复涂面漆的涂膜再在0℃条件下干燥7d后检测面漆光泽。而防腐性能主要通过考察涂膜的耐盐水性和耐盐雾性,此时涂膜的干燥条件是在0℃条件下干燥14d。

    2结果与讨论

    2.1环氧树脂固化剂对干性和防腐性的影响

    环氧防腐涂料要在0℃条件下快速固化,用普通的胺类环氧树脂固化剂是不行的,例如650聚酰胺固化剂在13℃以下很难固化,即使加入DMP-30固化促进剂,其固化温度也只能下降到7～8℃。而且如果加入了太多的DMP-30固化促进剂会引起涂膜耐水性和涂膜韧性的下降。目前能在0℃条件下固化的环氧树脂固化剂主要有腰果壳油改性胺环氧固化剂、曼尼期碱改性胺环氧固化剂、酚醛改性胺环氧固化剂和聚硫醇环氧固化剂等。由于聚硫醇环氧固化剂固化的涂膜很脆,只用于胶黏剂中,因此选择了前几种类型的环氧低温固化剂进行比较。实验时采用环氧树脂601作为成膜树脂制成灰环氧防腐底漆(未加防锈颜料),选择了4种可在0℃条件下固化的固化剂,并将制得的涂膜在0℃条件下干燥。

  从图1可以明显看出不同固化剂对涂膜在0℃条件下的固化产生明显的影响。固化剂1的反应速度最快,它属于腰果壳油改性胺固化剂。它的分子结构上既带憎水性优异的长脂肪链,常温反应活性高,又含抗化学腐蚀的苯环结构,使它具有一般酚醛胺的低温、潮湿快速固化,又有一般低分子聚酰胺固化的长操作期、优异的柔韧性和较宽的树脂混合比。固化剂2、固化剂4属于曼尼期碱改性芳胺固化剂,与固化剂1相比其反应速度在初期和中期明显慢一些。固化剂3属于变性胺固化剂,它在初期反应速度较快,但在中后期固化不良。  
    从表3可以明显看出不同固化剂对涂膜层间附着力产生明显的影响。固化剂1由于反应速度最快,因而在0℃条件下干燥12h就可复涂聚氨酯面漆,并且涂膜层间附着力优异。同时也可以看出即使干燥7d其复涂性仍然优异。固化剂2和固化剂4与固化剂1相比,其与聚氨酯面漆配套性没有固化剂1好。固化剂3与聚氨酯面漆配套性很差。其次还可以明显看出固化剂1的耐盐水性最好。

    综合上述,腰果壳油改性胺固化剂不仅在0℃条件下固化最快,并且防腐性性能也好。

2.2环氧树脂对干性和防腐性的影响

    环氧树脂同样对环氧涂膜在0℃条件下的固化产生明显的影响。由于双酚A型环氧树脂固化物具有很高的粘结强度、较高的耐腐蚀性等,并且应用最普遍、价格较低,理所当然成为首选。选择3种环氧树脂,其中环氧树脂1为601环氧树脂,环氧树脂2为6101环氧树脂,环氧树脂3为601环氧树脂与6101环氧树脂按一定比例混合的环氧树脂。将它们按相同的颜基比制成灰环氧防腐底漆(未加防锈颜料),并且都采用腰果壳油改性胺固化剂,然后将制得的涂膜在0℃条件下干燥以考察涂膜的硬度随时间的变化。实验结果如图2所示。 
    可以看出：6101环氧树脂的固化速度最慢,但后期涂膜硬度最高；而601环氧树脂的固化速度最快,但后期涂膜硬度最低。同时也可以看出在6101环氧树脂中拼入一定比例601环氧树脂(即环氧树脂3)其固化速度在初期和中期和601环氧树脂很接近,并且后期涂膜硬度也不低,既满足了干性的要求,也易于制备高固体分涂料。

    同时不同环氧树脂对复涂聚氨酯面漆的光泽以及对防腐性的影响的实验结果

    从表4可以明显看出环氧树脂2(6101环氧树脂)的固化速度较慢,当在12h复涂聚氨酯面漆时由于固化不充分引起聚氨酯面漆光泽的严重下降。而环氧树脂1(601环氧树脂)和环氧树脂3(601环氧树脂与6101环氧树脂按一定比例混合的环氧树脂)由于固化速度较快对聚氨酯面漆光泽的影响很小。其次还可以明显看出环氧树脂2的耐盐水性和耐盐雾性最好,而环氧树脂3的耐盐水性和耐盐雾性略差但与环氧树脂2接近。这主要是由于6101环氧树脂的分子量小、环氧基含量高,因此与腰果壳油改性胺固化剂的交联密度高,从而防腐性好于601环氧树脂。综上所述可以看出：601环氧树脂的固化速度虽然较快,但是耐盐水性和耐盐雾性差。因此将601环氧树脂与6101环氧树脂按一定比例混合后,不仅综合性能最好,而且有利提高涂料的固体分。

2.3防锈颜料防腐性的影响

    低温快干环氧防腐涂料的防腐性另一重要影响因素是防锈颜料,目前常用的防锈颜料主要有铅盐、铬酸盐、磷酸盐等化学防锈颜料和物理防锈颜料。铅盐、铬酸盐虽然防锈性能好,但是含有毒有害的重金属,较少使用,而物理防锈颜料防锈性能有限,综合比较选择了磷酸盐防锈颜料。磷酸盐防锈颜料目前防锈性能较好、应用较多的是三聚磷酸铝(AlH2P3O10?2H2O)。

    经过试验发现向三聚磷酸铝中掺入一定比例的磷酸锌可以进一步提高其防锈性能。因此将掺入一定比例磷酸锌的三聚磷酸铝防锈颜料和几种加入常见防锈颜料的涂膜进行对比,实验结果如表5所示。综合以上可以看出对于环氧防腐涂料而言掺入一定比例磷酸锌的三聚磷酸铝防锈颜料的耐盐雾性略好于109锌铬黄,并且磷酸锌、三聚磷酸铝防锈颜料不含有毒有害的重金属,是国际公认的无毒环保防锈颜料,而锌铬黄防锈颜料由于其毒性被许多国家普遍限制使用。此外还可以明显看出掺入一定比例磷酸锌的三聚磷酸铝防锈颜料的耐盐雾性好于单独的三聚磷酸铝防锈颜料,这是由于磷酸锌、三聚磷酸铝防锈颜料复合增效的缘故。

    表5防锈颜料对涂膜防腐性的影响



    3结语

    通过选用腰果壳油改性环氧固化剂并且对环氧树脂、防锈颜料等方面的精心挑选和试验,我们研制出能在0℃条件下快速固化的环氧防腐涂料。该涂料不仅具有干燥速度快,可在0℃条件下不超过12h就复涂聚氨酯面漆,而且具有优异的防腐性能。