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鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制


2。涂装可采用浸涂、刷涂和喷涂工艺,性能稳定,使用方便,无 公害。该涂料有 A、B 组分组成,A 组分为环氧树脂、片状锌粉
理则会进一步增加涂料的粘附强度。具体表面处理方法如砂纸 打磨、酸洗处理、冷磷化处理、偶联处理等[6]。不仅具有耐酸碱、
等,各种涂膜助剂组成;B 组分为固化剂等。其配方设计见表 3。 盐等化学介质腐蚀的特有功能,还具有耐油、耐水、防寒、抗老
4)用量少 相同涂覆面积、相同防腐性能,涂料中片状锌 粉用量为球状锌粉用量的三分之一。
"#! 涂液的组成分及作用
1)环氧树脂 环氧防腐涂料是以环氧树脂为主要成膜物 质,其主要特性[4]如下:
(1)极好的附着力 环氧树脂结构中含有不易水解的脂肪 羟基和醚键,相邻界面之间能产生电磁引力。另外,在固化过程 中活泼的环氧基和介质表面特别是金属表面上的游离键起反应 而形成牢固的化学键,从而使环氧树脂层获得极好的附着力。
表 3 涂料配方设计
化、抗紫外A 组l分 2
3
1 B 组分
2
组成
质量比
环氧树 脂 E-44 与 二 甲 苯、丁 醇(7:3)配 成 60% 的溶液
其他颜填料
20 ~ 30 2~4
超细鳞片状锌粉或锌铝粉
聚酰胺 650 # 树脂与二甲苯、丁醇(7:3)配成 60% 溶液 其他助剂
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
SURFACE TECHNOLOGY
Feb. 2005
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应用技术
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[收稿日期]2004 - 11 - 09 [作者简介]于晓辉(1981 - );女,满族,河北三河人;硕士研究生;研究方向:材料腐蚀与防护;
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于晓辉等 鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制 ##################################################################
溶的原则。
(2)溶度参数相近原则。
(3)溶剂化原则 高分子聚合物和溶剂接触时相互产生作
图 1 鳞片状锌粉扫描电镜图
主要技术指标见表 1、表 2。
表 ! 化学指标
规格
! "
化学成分
全锌 / % 金属锌 / % 铅 / %
!98 !97
!96
"0 . 15
!95
"0 . 15
铁/% "0 . 02 "0 . 02
! 鳞片状锌粉的技术指标
本研究以 HD-ZA 型鳞片状锌粉为主要填料开发高耐蚀非 水溶性锌基涂料,昆明理工恒达表面技术公司拥有自主知识产 权生产的 HDZ 系列鳞片状锌粉(如图 1 所示)和锌铝合金粉,采 用先进工艺,二次分级,严格控制粉末粒度分布范围,产品具有 粒度均匀,片状化好等优点。HDZ 系列片状锌粉、锌片浆是富锌 涂料、达克罗涂料的主要原料。鳞片状锌、铝粉具有球状粉不可 比拟的优点:
1)膜层致密 片状锌粉在涂膜中平行交叠排列,呈落叶状 平铺于被涂金属表面,表面致密、无空隙,大大减少了水和腐蚀 介质在涂膜中的渗透。
2)抗沉降性强 片状锌粉有较大的比表面积,通过表面改 性后具有较好的漂浮性,在涂料中不易沉淀。
3)涂层厚度薄 片状锌粉径厚比大(100/1),涂层厚度远 小于球状锌粉配制涂液。
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
SURFACE TECHNOLOGY
Fe . 2005
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涂料成本低,片状锌基合金粉用量仅为能球状锌粉用量 1/3 ~ 1/ 能,在金属表面使用可带锈操作,如在涂装前对机体进行表面处
选用颜填料的主要成分为鳞片状锌粉。 4)助剂 助剂是环氧防腐蚀涂料生产、储存、涂装和应用
不可缺少的组分之一。最主要的助剂为固化促进剂。环氧涂料 在交联的过程中,固化促进剂起着相当重要的作用。它可以降 低固化反应 温 度、加 快 固 化 速 度、降 低 固 化 反 应 放 热 峰[5]。 此 外,其他助剂对改善环氧涂料的性能也起着重要作用。如:表面 活性剂、流变调节剂、稳定剂、增韧剂、偶联剂等。本研究选用的 固化剂为 650 # 聚酰胺。
0引言
防腐蚀涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用 极为广泛的一种功能( 特种 )性涂料。按其涂料膜层的耐腐 蚀程度和使用要求 ,通常将防腐蚀涂料分为通用型( 或轻型 ) 和重防腐型两类。环氧树脂用于防腐已有几十年的历史,它不 仅具有优良的防腐性能,并有较好的耐磨性,与金属、非金属材 料的附着力较强,还具有堵漏、防渗等作用,具有施工费用低、速 度快等特点,广泛应用于国民经济各个部门。重防腐环氧涂料 是以环氧树脂为基料 . 固化剂为乙组分的一种双组分防腐涂料, 其防腐性能是其它普通防腐涂料不能比拟的。普通涂料由于涂 层较薄,仅 20 ~ 50!m,较难形成完整无孔的膜,生产过程中不可 避免会损破膜层,故在强腐蚀介质和冲击、振动、温差大的设备 和环境中使用受到限制。而且防腐材料与保护物的附着力,直 接影响使用效果[1]。
YU Xiao- hui,ZHU Xiao- yun,GUo Zhong- cheng,LoNG Jin- ming (Center of New Materiais and Surface Engineering Research & Deveiopment,
Kunming University of Science and Technoiogy,Kunming 650093,China) [Abstract] The deveiopment of heavy duty coating was described,the merits and the nature of the coating were introduced as weii . Fiake zinc powder and the index of fiake zinc powder were introduced . The composition of fiake zinc powder based of heavy duty anticorrosive epoxy coating was described,and function of each composition was introduced . The formation of anticorrosive epoxy coatings was described as weii . At iast the merit and index of anticorrosive epoxy coatings were discussed . [Key words] Fiake zinc powder;Epoxy coating;Zinc rich coating;Anticorrosive coating;Performance index
表 " 鳞片状锌粉技术指标
镉/% "0 . 06 "0 . 06
用,当作用力大于聚合物分子间的内聚力时,则可使聚合物分子 彼此分离而溶于溶剂中。
(4)溶剂的挥发速度 可以调节涂料的施工黏度、满足涂 装要求。
(5)反应性。防腐蚀涂膜内残留的溶剂越少越好。 本研究选用的溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶剂。 3)颜填料 根据腐蚀介质的性质选择颜填料。如对于防
(2)具有优异的耐腐蚀性能 环氧树脂固化涂层含有稳定 的苯环、醚键等,结构致密,漆膜对金属附着力好,结构气孔小, 所以耐腐蚀性极好。
(3)具有良好的机械性能 因环氧树脂固化涂层结构中刚 性的苯核和柔 性 的 烃 键 交 替 排 列,刚 柔 结 合,使 涂 层 坚 硬 而 柔 韧。
(4)高度的稳定性 环氧树脂本身是热塑性的,不加固化 剂不会固化,也 不 会 受 热 变 化,所 以 环 氧 树 脂 具 有 高 度 的 稳 定 性,放置一二年也不会变质。
富锌涂料是 当 前 我 国 重 防 腐 蚀 涂 料 体 系 中 常 用 的 底 漆 之
一。它的防腐蚀作用是,在腐蚀环境中腐蚀牺牲锌粉而保护钢 铁,即便涂层表面有损坏或划伤也会自我修复。因此,欲使涂膜 导电发挥牺牲阳极的作用,涂膜中就要求含有大量的锌粉粒子, 它们相互接触,并和钢基体也保持电接触[2]。理论上讲,富锌底 漆的缓蚀机理类似于连续电镀膜。美国 SSPC 油漆规定,201 号 有机富锌漆中锌粉含量至少为干膜重量的 77% ,而德国则要求 至少占总固体分的 85 . 4%(重量)。然而,如果涂层中锌粉含量 过高,涂层就易多孔,引起横向共聚破坏(分层),富锌涂料上若 再涂覆其他高 固 体 分 面 漆,便 会 使 面 漆 生 成 气 泡 的 倾 向 增 加。 锌是一种重金属,在生产和配制涂料时,分散较为困难,保存时 易发生沉淀和结饼,虽然可采用锌粉分包装来解决,但在应用时 仍很容易沉淀,需要不断搅拌才能保证形成的漆膜中锌含量与 配方设计的一样。另外,若为了增强涂层的防蚀能力而加厚涂 膜,便会使涂层 在 干 燥 过 程 中 产 生 收 缩,从 而 易 出 现 裂 纹 的 倾 向,这在无机富锌涂料中尤为明显。涂膜的裂纹会导致涂膜直 接剥落,而使防蚀效果明显降低[3]。
40 - 55 20 ~ 30 0.2 ~ 0.5
鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制
于晓辉,朱晓云,郭忠诚,龙晋明 (昆明理工大学新材料与表面工程研究开发中心,云南 昆明 650093)
[摘 要] 环氧富锌涂料具有良好的耐蚀性能,广泛应用于重防腐体系。简要介绍了重防腐涂料的应用和特点。讨
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