氟碳涂料与环氧 中涂漆配套性的研究

发布日期: 2010/3/17 21:00:24

摘要:叙述了漆 膜附着的基本原理,简要介绍了氟碳涂料的配套应用方案,探讨了交联度、 溶剂组成、附着 力促进剂等因素对涂层层间附着力的影响。
    关键词:氟碳涂 料;环氧中涂漆;层间附着力
    0 前言
    氟碳涂料具有优 异的耐候性、防腐性,良好的耐化学品性和优秀的机械性能,突出的装饰性能,因此,从大型的钢结构建筑到高档楼宇、桥梁、石油化工、交通运输、港口机械、大型变压器等的涂装,其应用领域非常广泛。
    氟碳涂料通过与 防腐性能优异的各类底漆配套,构成的长效型防腐配套涂层,使用年限可以达到 15 年以上。配套底 漆多采用无机富锌底漆和环氧富锌底漆,中间漆采用环氧云铁中涂漆 ,通过云母氧化铁和铝粉浆增强涂层的屏蔽效应,提高涂层的整体防腐效果。
    在实际应用中, 配套涂料都是低温交联固化型涂料,使用时受施工条件的影响,有时会出现涂层间漆膜脱落现象,即出现涂层间附着力不良的问题。通常可以对固化的环氧云铁中涂漆 表面进行打磨,以改善中涂漆过于光滑、坚硬的表面,增加中 涂漆的粗糙度,从而改进层间附着力。
    本文主要探讨了 通过调整氟碳涂料、环氧中涂漆的配方,来改进涂料的层间附着力问题。
    1 附着机理
    漆膜的附着机理 :机械附着和化学附着。
    机械附着:当涂 料施工于含有孔、洞、裂隙的基材上时,涂料能够渗透进去,即“机械锚定作用”。对基材进行喷砂处理属于这种机理,通过机械打磨方法增加基材的表面粗糙度,扩大了涂料和基材的界面面积,提高了涂料对基材的渗透率、润 湿性,有利于涂料附着力的提高 [1] 。
    化学附着:通过 分子间静电力、范德华力、氢键等化学力作用,使涂料对基材表面产生附着性。漆膜层间附着要求面涂层聚合物的极性接近底层表面的极性:即面涂层成膜物质的反应基团,如— OH 或者— COOH 与底层表面过剩 的基团之间相互结合,可以比较形象地称之为“桥接效应”。
    2 实验部分
    2.1 原材料
    环氧树脂 E 20 ;环氧固化剂  3915 ,壳牌,胺值  220~240 mgKOH/g ;氟树脂 F 100 ,大连振邦,固 体含量 53% ,氟含量 22% ,羟基含量  1.2%~1.8% ; N 75 ,拜耳公司,   NCO 含量 16.5 %; N 3375 ,拜耳公司,   NCO 含量 16.0 %; DBF-1 促进树脂,国产 ,固体含量( 50 ± 2 ) % ,羟值( 100 ± 6 ) mgKOH/g ; LTW 附着力促进树脂 ,德国 Degussa-H ü ls 公司,固含量  59%~61% ,羟值 30 mgKOH/g ; 高沸点溶剂  DBE ,美国; PMA (聚酰胺树脂) ,国产。
    2.2 样板制备
    150 mm × 70 mm × 1 mm 钢板,先喷涂环 氧云铁中涂漆 1 道( 50~60 μ m ), 80 ℃ 烘箱烘烤 1 h ,室温冷却后, 再喷涂氟碳面漆( 50~60 μ m ), 80 ℃ 烘箱烘烤 1 h ,冷却后备检。
    2.3 性能检测
    采用标准 GB/T 9286 - 1998 《色漆和清漆漆 膜的划格试验》来考察漆膜的层间附着情况。选择刀刃间距为 2 mm 的划格刀,切割 完毕后,用软毛刷沿切割图形轻扫,然后施加胶粘带,在贴上胶粘带 5 min 内,将其撕离, 观察漆膜脱落情况。 
    3 结果与讨论
    3.1 环氧云铁中涂漆
    3.1.1 颜填料的影响
    环氧云铁中涂漆 是以片状的云母氧化铁为主体,添加粒径较大的体质填料,经过高速分散混合而成。选用的灰色云母氧化铁呈鳞片状,其均匀地分散于涂层内,能有效阻挡外来介质对涂层的渗透,延长了介质的渗透时间,可以有效地发挥涂料的 物理防锈作用。添加了粒径较大的体质填料,在改善涂料贮存性能、降低配方成本的同时,使得中涂漆形成不光滑的,具有一定粗糙度的表面,有利于面漆的渗透,提高中涂漆和面漆之间的结合力。
    3.1.2 环氧树脂的影响
    由于固体环氧树 脂具有一定的羟基含量,预留的活性— OH 可以和面漆中的 — NCO 反应,即通过底 层涂料与面层涂料之间的基团反应,获得较好的附着力。
    3.1.3 固化交联密度的 影响
    选用相对分子质 量 900 的环氧树脂,与 聚酰胺树脂交联固化。环氧树脂与聚酰胺树脂的配比范围比较大,聚酰胺树脂的用量一般为环氧树脂的 30%~100% 。聚酰胺树脂分 子结构中含有较长的碳链和反应基团,可以赋予漆膜很好的弹性和附着力,它不但是环氧树脂良好的固化剂,也是一种良好的活性增韧剂,能使环氧树脂涂料长期保持韧性 [ 2 ]。通过对环氧 树脂与聚酰胺树脂不同的交联密度试验,考察了对漆膜的机械性能、耐介质性能以及层间附着力的影响,综合评价确定了环氧树脂与聚酰胺树脂的配比。环氧树脂与聚酰 胺树脂的配比对漆膜性能及层间附着力的影响见表 1 。 
    表 1 环氧树脂与聚酰 胺树脂的配比对漆膜性能及层间附着力的影响 
                   
    由表 1 可见:聚酰胺树 脂用量对漆膜的硬度、层间附着力、耐盐水性能均有一定影响,在两组分配比为 6 ∶ 1~7 ∶ 1 之间漆膜性能最 好,同时与氟碳面漆的配套性也好。
    3.2 氟碳涂料
    3.2.1 交联密度的影响
    兼顾氟碳面漆的 防腐性能、老化性能,在氟碳面漆的配方设计中,选择— NCO 与— OH 当量比在 1.05~1.15 的范围内。过量 的— NCO 用于与环氧云铁中涂漆 的活性— OH 反应,使两涂层 中间产生化学键的结合,从而有利于涂层间的附着。固化剂选用 N 75 ,因缩二脲比三 聚体柔韧性好, N 75 稍过量有利于改 善漆膜的柔韧性。氟碳面漆交联密 度对漆膜性能及层间附着力的影响见表 2 。
    表 2 氟碳面漆交联密 度对漆膜性能及层间附着力的影响 
          
    3.2.2 润湿分散剂的影 响
    面涂层聚合物分 子具有一定的流动性,可以更好地润湿底层,当两者分子间达到一定距离时,依赖范德华力或氢键的作用而产生附着平衡。
    通过添加基材润 湿剂,可以降低涂料的表面张力,提高润湿效率,有利于面漆在中涂漆表面的铺展,增加面漆和中涂漆的吸附点,从而获得较好的附着力 [3] 。
    3.2.3 附着力促进剂的 影响
    分别选用了  DBF-1 促进树脂、  LTW 附着力促进树脂 进行比较。 DBF-1 促进树脂是一种 改性丙烯酸树脂,分子结构中含有一定量的羟基、羧基和其它的极性基团,羟基的引入主要考虑到对漆膜的交联密度和机械性能的影响,羧基用来改善促进树脂与氟树脂的相容性、与颜料的润湿性及与底材的附着力,极性基团的 引入主要是改善漆膜与底材的润湿性能和提高附着力 [4] 。
    两者对附着力均 有改善, DBF-1 促进树脂与振邦 氟树脂的相容性要优于 LTW 附着力促进树脂 。同时,还必须考察附着力促进树脂对氟碳涂料综合性能的影响,选择合适的用量。
    3.2.4 溶剂的影响
    在氟碳面漆中添 加适量溶解力强、挥发速度低、安全无毒的 DBE 以及对环氧树脂 溶解力优良的醇醚类溶剂,第一可以提高面漆对中涂漆的溶胀度,延长面漆分子链的扩散时间;第二可以提高氟碳面漆的流动性、润湿渗透性,改善漆膜缺陷,有利于提高漆膜层间附着力。
    4 结语
    附着力是评判涂 料性能的一个重要技术指标,直接影响涂料的防护性能和使用寿命。可以通过增强底、面涂层的“桥接效应”、以及调整溶剂体系、添加附着力促进剂等方法,有效提高涂料的附着力。涂料应用中,严格按照涂料涂装工艺要求进 行施工:如对基材的表面处理、涂层施工间隔的控制等,规范涂装操作,以确保获得优良的复合涂层,从而有效发挥涂料的保护和装饰作用。

客服中心
  • 行政总机:( 86)0510-88551611
  • 传  真:(86)0510-88550156
  • 业务受理:( 86)0510-88551117
友情链接:    疯狂彩票-安全购彩   博凯彩票---首页欢迎你   野狼彩票---首页欢迎你   彩讯彩票app   737彩票-首页