0前言

      随着工业建设与海洋事业的迅速发展,人们对重防腐涂料的要求也越来越高,一般的重防腐涂料配套体系为环氧富锌底漆–云母氧化铁环氧中层漆——防腐蚀面漆(氯化橡胶面漆、丙烯酸面漆或脂肪族聚氨酯面漆),但是这种配套涂料的涂布率低,单位面积的涂料用量较多,配套成本相对较高,且一底一中一面施工麻烦,也影响了施工进度。本文研制的厚浆型底中合一涂料,施工性能好,高压无空气喷涂一道能达湿膜400-450μm,干膜250 μm以上,大大加快了施工进度,节约了成本,且耐水、耐盐雾性能优异,可作为桥梁、港口机械、船舶等重防腐配套底漆。

1实验部分

1.1原料及配方

      厚浆型底中合一涂料的参考配方见表1,甲组分:乙组分为2.5:1。TDI加成物参考配方见表2。

1.2制备工艺

      甲组分的制备工艺:将树脂、助剂、颜填料等高速分散均匀后,再砂磨至细度合格,调黏度、过滤、包装。

乙组分的制备工艺:

      工艺:在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计的三口烧瓶中加入聚醚树脂、三官能多元醇和部份二甲苯,升温至回流状态(145±2)℃回流脱水2 h左右,直至无水珠产生为止;冷却至60-70℃,滴加TDI-二甲苯(剩余)溶液,滴加时间控制在3 h左右:滴加完毕后在60-70℃保温1h,开始测NCO含量,直至NCO质量分数为(6.1±0.4)%,出料备用。

1.3性能指标

该产品的技术指标及性能检测结果见表3。



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2结果与讨论

2.1固化剂的选择

      环氧树脂在常温下一般采用胺和异氰酸酯来固化。本文考虑到底中合-涂料与上层面漆的配套性,采用了异氰酸酯固化剂,得到的涂膜既有环氧的特性,如附着力好、耐酸耐碱性优异,又有聚氨酯的优点,如低温固化、与面漆特别是聚氨酯的配套性好。

本文采用TDI-聚醚预聚物为固化剂。由于聚醚的耐水性相当好,大大改进了整个涂层的耐水性。引入一定量的三官能多元醇,提高了固化剂的交联度,增加了漆膜硬度。

2.2基料的选择

      采用异氰酸酯固化,对于厚浆型涂料,选用相对分子质量较高的601环氧树脂作为基料较合适,因羟基含量高,有利于干性提高,且漆膜柔软度也较好,但固体分低,难以获得高体积固体分的涂料,为此选用一定量的低分子环氧改性,既可提高涂料的固体分,又可延长使用期。高低分子搭配,漆膜系互穿网络结构,大大提高了涂膜的耐介质性能。

2.3颜填料的选择

      底中合-涂料替代了环氧富锌底漆和环氧中层漆的配套,因而对其的防锈性能要求极高。本文选用了具有优异防锈性能的改性三聚磷酸铝作为防锈颜料,它能与受腐蚀的铁产生的Fe2+、Fe3+生成磷酸盐的络合物,沉积在涂层表面,防止氧、水和盐类的侵蚀,起到防锈效果,使钢铁底材得到了良好的保护。

      底中合-涂料在箱体内部和一些装饰性不重要的部位作为面漆用,故需加入一定的金红石型钛白粉。滑石粉的加入有利于提高涂料的贮存稳定性和开罐效果,并能有效提高漆膜的抗流挂性能。

2.4触变剂的选择

      底中合一涂料一道喷涂要达湿膜400μm以上,触变剂的选择是关键。本文通过几种触变剂的对比,选择出最佳触变剂并确定了最佳用量和加工工艺。

      常用的触变剂有有机膨润土、改性氢化蓖麻油、聚乙烯蜡、聚酰胺蜡、气相二氧化硅等。因生产厂家不同,各种触变剂的效果差异很大。本文选用香港生兴行化工公司生产的有机膨润土GARAMITETM 1958作为触变剂,这是一种非常特殊的改性有机膨润土,既具有一般膨润土的防沉作用,又具有良好的触变性能。

      从图1可以看出,随着GARAMITETM 1958添加量的增加,涂料的抗流挂性明显增加,但当添加量超过1.2%的时候,涂料的黏度明显增加,生产困难;当采用把GARAMITETM 1958做成30%的预凝胶,不但降低用量,且生产操用方便,成品黏度不是很高,抗流挂性也与添加量为1.2%的效果差不多。

2.5分散剂的选择

      底中合一涂料内颜填料含量高,黏度大,分散效率慢,因此,加入高分子聚合物类润湿分散剂,其用量为0.2%~1.0%。润湿分散剂的加入,能防止颜料沉淀、浮色、发花,降低色浆黏度,提高研磨效率。

3结语

      底中合-涂料施工性能好,一道喷涂能达干膜250 μm以上而无流挂、龟裂、针孔等现象。该涂料防锈性能相当好,经国家涂料检测中心检测耐盐雾达2 000 h以上,完全可以替代环氧富锌底漆和环氧中层漆的两层配套。底中合一涂料采用TDI一聚醚预聚物为固化剂,不但对底材的附着力好,与聚氨酯面漆、环氧面漆的配套性也好。该涂料已在上海振华港机集团、各大造船厂使用,用户反映良好。