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新型耐高温防腐蚀涂料的研制研究

   日期:2016-03-20     来源:中国防腐涂料网    浏览:349    
核心提示:祝红良,李妍,何亮,周铭,陈群(江苏荣昌新材料科技有限公司,江苏扬中212221)摘要:以磷酸酯改性环氧有机硅树脂作为成膜物,以

祝红良,李妍,何亮,周铭,陈群

(江苏荣昌新材料科技有限公司,江苏扬中212221)

摘要:以磷酸酯改性环氧有机硅树脂作为成膜物,以玻璃粉和铝粉为耐高温颜料,控制颜基比为2.5∶1,加入偶联剂和热稳定剂,制得新型耐高温防腐蚀涂料,能有效提高耐高温涂料的防腐蚀效果。

关键词:磷酸酯;防腐蚀涂料;耐高温涂料

中图分类号:TQ637.6 文献标识码:A 文章编号:1009-1696(2013)04-0006-03

0·引言

在化工、冶金、能源、环保等领域中,人们对既耐热又耐腐蚀的涂料有着广泛的需求。常用的有机防腐涂料,如环氧煤沥青、环氧玻璃鳞片和多功能防锈漆等,其耐温通常只有150℃,高温时会发生降解或者炭化,导致涂层失效。在前人的研究中,主要侧重于涂料的耐热性或耐腐蚀性[1-3],而对既耐高温又耐腐蚀的涂料研究较少。

目前国内大多数耐高温防腐蚀涂料在理化性能上并不比国外一些著名品牌差,但往往在工程化应用过程中体现出巨大的差距。造成这种差异的原因主要在于过去国内对涂料涉及到工程化应用方面的研究极其贫乏。为避免这种状况的频发现象,近年来我们对国外一些著名品牌的涂料的流变性规律进行详细分析,并根据自身涂料品种过去在应用过程中存在的问题进行对比分析,并将研究规律应用于耐高温防腐蚀系列涂料的研制中,该系列防腐蚀涂料目前已成功用于防大气腐蚀的环境,如车辆底漆、槽罐、电厂烟道等场所[4-6]。

1·实验部分

1.1 试验原料和仪器

1.1.1 试验原料

磷酸酯改性有机硅树脂,自制;玻璃粉,宜兴市创业化工有限公司;搪瓷黑,上海天光化工厂;铝粉,章丘市金属颜料有限公司;云母粉滑石粉,市售;有机硅偶联剂,南京曙光化工有限公司;热稳定剂,南通艾德旺化工有限公司。

1.1.2 试验仪器

盐雾试验箱,爱派克国际(香港)有限公司;QFZ-II型附着力测定仪,天津材料试验机厂;QCJ型漆膜冲击器,天津材料试验机厂;马弗炉,宜兴前锦炉业设备有限公司。

1.2 配漆实验

1.2.1 涂料配方

涂料的基本配方见表1。

 

表1 基本配方

 

表1 基本配方

1.2.2 涂料的制备工艺

将上述磷酸酯改性环氧有机硅树脂、颜料和助剂充分混合,砂磨至细度≤50μm,即制得耐高温防腐蚀涂料。

1.2.3 涂料性能测试

新型耐高温防腐蚀涂层的综合性能检测结果如表2所示。

 

表2 涂层综合性能检测结果

 

表2 涂层综合性能检测结果

2·结果与讨论

2.1 磷酸酯改性环氧有机硅树脂对涂料性能的影响

在有机耐高温涂料领域,耐热性能最好、最为常用的树脂是有机硅树脂。由于硅树脂结构中Si—O—Si键有良好的热力学稳定性,Si—C键有很好的坚实性,可提高涂层的耐热性。但有机硅树脂也存在附着力较差等诸多缺陷,所以,要对有机硅树脂进行改性,使之具有优异的综合性能。所研制的磷酸酯改性环氧有机硅树脂,通过引入磷酸酯基和环氧基等改性基团,提高了有机硅树脂的柔韧性和附着力,从而提高了涂层的耐温性和耐腐蚀性。其性能比较如表3所示。

 

表3 树脂对涂层性能的影响

 

表3 树脂对涂层性能的影响

2.2 颜填料和颜基比对涂料性能的影响

为了提高漆膜的耐高温性和防腐蚀性,我们在涂料中加入耐高温颜料玻璃粉和铝粉,再配合磷酸锌等颜料得到性能优异的耐高温涂料。玻璃粉在高温下能熔融提高漆膜的致密性,改善底材的耐高温性和耐候性。常温下铝粉为鳞片状金属颜料,热稳定性好,在高温下有机硅树脂受热氧化,与Al及Fe融合生成Si—O—Al(Fe)硅酸盐化合物涂层,对底材附着力强,可耐更高的温度。所以本涂料选用铝粉和玻璃粉作为主要的耐高温颜料。玻璃粉和铝粉的用量对涂层性能的影响见表4。

 

表4 玻璃粉和铝粉的用量对涂层性能的影响

 

表4 玻璃粉和铝粉的用量对涂层性能的影响

由表4可见:铝粉的用量在20%~25%,玻璃粉的用量在30%时,涂层的综合性能达到最佳。

颜基比与涂层性能有很大的关系,颜基比对涂层性能的影响见表5。由表5可见:随着颜基比的增加,涂层的耐温性有所提高,颜基比为2.5∶1时,涂层的耐温性达到最佳。

 

表5 颜基比对涂层性能的影响

 

表5 颜基比对涂层性能的影响

2.3 助剂对涂层性能的影响

在涂料中加入偶联剂和热稳定剂可提高漆膜的耐温性和耐腐蚀性,其对涂层性能的影响见表6。

 

表6 助剂对涂层性能的影响

 

表6 助剂对涂层性能的影响

由表6可见:加入偶联剂和热稳定剂后,涂层的附着力和耐温性有大幅度地提高。

3·结语

通过上述分析对比,确定了涂料的最佳配方,选用磷酸酯改性环氧有机硅树脂作为成膜物质,在颜填料中加入20%~25%的铝粉和30%的玻璃粉,涂料的颜基比控制在2.5∶1,选用偶联剂和热稳定剂进一步提高漆膜的成膜性和耐温性。

与传统的耐高温涂料相比,研制的新型耐高温防腐蚀涂料不仅耐高温性能优异,耐腐蚀性能也很强,具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]张斌,刘伟区.有机硅改性环氧树脂的合成与性能研究[J].广州化学,2002,27(01):6-9.

[2]宣兆龙,易建政,杜仕国.金属防腐涂料的研究进展[J].现代化工,1999,19(04):21-24.

[3]李国莱,张慰盛,管从胜.重防腐涂料[M].北京:化学工业出版社,1999.

[4]叶扬祥,潘肇基.涂装技术实用手册[M].北京:机械工业出版社,1998.

[5]袁立新,狄志刚,傅敏,等.常温固化耐高温环氧改性有机硅聚氨酯防腐蚀涂料的研制[J].上海涂料,2005,43(11):9-12.

[6]罗运军,桂红星.有机硅树脂及其应用[M].北京:化学工业出版社,2002.

 
标签: 防腐蚀涂料
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