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改性丙烯酸树脂在底面合一环氧涂料中的应用研究

                    改性丙烯酸树脂在底面合一环氧涂料中的应用研究
                 邵德龙 ( 常州光辉化工有限公司,江苏常州 213127)
    摘要 :底面合一涂料,不仅能够缩短施工时间,而且能够在一定程度上降低施工成本。环氧涂料因其耐腐蚀性好、耐候性差,常作为底漆使用。通过对丙烯酸树脂进行改性,使其具有活性胺基,将改性后的丙烯酸树脂作为固化剂与环氧树脂进行交联反应,制备了一种底面合一环氧涂料。该涂料不仅具有良好的耐腐蚀性能,而且具有优异的户外耐久性,具有广阔的应用前景。
    关键词:改性丙烯酸树脂;底面合一涂料;环氧涂料
    中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2014)10-0011-04
    0· 引言
    环氧涂料是防腐涂料的基本品种,一般选用双酚A 型环氧树脂作为基料,有机胺作为固化剂,组成双组分涂料。因它具有良好的机械性能、耐腐蚀性、耐化学品性而被广泛用于严酷腐蚀环境下的钢结构防护,但因其具有不稳定的苯环结构,在紫外线的照射下易分解粉化,限制了其在户外的应用。丙烯酸树脂的相对分子质量较大,保光、保色性优异,一般和环氧底漆配用作面漆,这样既能保证防腐性能又能满足耐候性的要求。但是该配套方案至少需要进行两次施工,不仅耗时长,而且施工成本较高。
    本文通过研究具有活性胺基的改性丙烯酸树脂作为固化剂,与环氧树脂进行交联反应的应用发现:制备的涂料不仅具有丙烯酸树脂优良的耐候性,而且兼备了环氧树脂优异的耐腐蚀性,满足了底面合一涂料的要求。通过一道施工,减少施工时间,节约施工成本,具有广阔的应用前景。
    1· 实验部分
    1.1 原材料
    1001 环氧树脂:壳牌;改性丙烯酸树脂:自制;分散剂、消泡剂、流平剂:BYK 公司;触变剂:海明斯公司;紫外线吸收剂:上海天生化学;云母粉、滑石粉、沉淀硫酸钡:工业级,国产;溶剂:工业级,国产。
    1.2 实验配方
    根据技术要求和各组分的搭配,经过多次试验,确定了涂料的基本配方,见表1。
    
    1.3 制漆工艺
    甲组分 :在调漆罐中加入环氧树脂、溶剂、助剂,搅拌均匀后加入颜料和填料,搅拌均匀。再高速分散至细度≤ 35 μm,最后根据产品的性能指标调整黏度,过滤,待用。
    乙组分:在调漆罐中加入改性丙烯酸树脂、溶剂,搅拌均匀,过滤,待用。
    1.4 样板的制作和性能指标
    将甲组分与乙组分按照质量比1∶1 混合,搅拌均匀后制作样板。室温放置7 d 后,按国家标准进行性能测试,检测结果见表2。
    
    由表2 可见:改性丙烯酸树脂与环氧树脂制成的涂料,不仅具有优异的耐腐蚀性,而且具有极好的耐紫外光老化性,完全可以满足底面合一涂料的要求。
    2· 结果与讨论
    2.1 环氧树脂的选择
    环氧树脂按照其相对分子质量的不同分为多种型号,不同型号的环氧树脂在使用过程中呈现出各自不同的特点;828 环氧树脂黏度低、相对分子质量较小、环氧值高、交联密度大,虽然制成的涂料具有良好的耐腐蚀性和施工性,但是涂膜的柔韧性较差、硬度较高;1001 环氧树脂黏度较高、相对分子质量中等、环氧值适中,虽然制成的涂膜交联密度不如828 树脂,但它能够平衡涂膜的耐腐蚀性和机械性能。因此配方中选用1001 环氧树脂作为基料。两种环氧树脂对漆膜性能的影响见表3。
    
    2.2 紫外线吸收剂的选择
    紫外线吸收剂具有超强的紫外线吸收能力,可有效地吸收波长为270~380 nm 的紫外光,几乎不吸收可见光,增强了涂料的耐老化性及抗黄变性。本文经过多次实验,最终采用了上海天生化学的384-2、123 两种紫外线吸收剂,通过它们的合理配用达到了理想的效果。紫外线吸收剂对漆膜耐候性的影响见表4。
    
    2.3 与常用环氧涂料固化剂的应用对比
    环氧涂料固化剂的种类很多,常用的有聚酰胺类、脂肪胺类和酚醛胺类等。以聚酰胺为固化剂的涂层综合性能优良;脂肪胺类固化剂,虽然涂层的耐化学品性及防腐性能好,但是其柔韧性稍差,易发白,影响重涂性;酚醛胺固化剂固化速度快、黏度低、固化温度低、对底材的表面处理要求不高,但是固化物的柔韧性较差,见表5。
     
    由表5 可见:以改性丙烯酸树脂作为固化剂制备的环氧涂料在耐盐雾性上与聚酰胺相当,但都不如脂肪胺和酚醛胺,改性丙烯酸树脂和聚酰胺的腐蚀宽度为单向1.5 mm,脂肪胺和酚醛胺的腐蚀宽度为单向1 mm。但其机械性能与聚酰胺相当,而且明显优于脂肪胺和酚醛胺。可见,该改性丙烯酸树脂在综合性能上能够发挥与聚酰胺同等的作用,既能保证良好的耐腐蚀性,又具有优异的机械性能。
    2.4 与常用溶剂型丙烯酸涂料的应用对比
    溶剂型丙烯酸涂料种类很多,其中最常用的一种是以热塑性丙烯酸树脂为基料制备的具有出色的耐光性、耐候性和保光、保色性的涂料;另一种是以丙烯酸多元醇作为基料,脂肪族异氰酸酯作为固化剂制备的双组分丙烯酸聚氨酯涂料,这类涂料的最大特点是耐候性、耐久性、装饰性好,可减少重涂次数,降低环境污染程度。本实验配方与热塑性丙烯酸树脂涂料和高质量双组分聚氨酯涂料的耐候性对比数据见表6。
    
     由表6 可见:以改性丙烯酸树脂作为固化剂制成的环氧涂料,具有出色的保光、保色性,虽然不及脂肪族聚氨酯涂料,但是与热塑性丙烯酸涂料性能相当,完全能够满足户外耐候性的要求。
    3· 结语
    以特殊的改性丙烯酸树脂作为环氧涂料的固化剂,通过合理地选用环氧树脂,正确配用紫外线吸收剂,制得的涂料与常用的环氧涂料、溶剂型丙烯酸涂料进行了性能对比,结果表明:该涂料不仅具有优异的耐腐蚀性,而且具有优异的户外耐久性,符合底面合一涂料的要求,不仅缩短了施工时间,而且大大降低施工成本,具有广阔的应用前景。
参考文献
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