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環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑

來源:邵君( 先生,國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時間:2017-5-28 23:51:55

本文講述環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑的重要作用、應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)。

環(huán)氧樹脂因其結(jié)構(gòu)上特有的環(huán)氧基、羥基和醚鍵而具有優(yōu)異的黏著性、絕緣性、防腐性和耐化學(xué)品性,成為最具代表性的、用量最大的高性能防腐涂料樹脂品種之一。

每年世界上約有40%以上的環(huán)氧樹脂用于制造環(huán)氧涂料,其中大部分用于工業(yè)防腐領(lǐng)域,比如橋梁、車輛、船舶、港口、礦山、石油、化工等領(lǐng)域。但是環(huán)氧樹脂只有配套使用特定的固化劑才能發(fā)生固化反應(yīng)生成網(wǎng)狀大分子,從而顯示出優(yōu)異的特性。

環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑是環(huán)氧樹脂涂料體系中不可或缺的組分,起著至關(guān)重要的作用??梢哉f開發(fā)一種新的環(huán)氧樹脂涂料常溫固化劑就相當(dāng)于開發(fā)一種新的環(huán)氧樹脂或新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此,對現(xiàn)有固化劑的改性和新固化劑的開發(fā)是環(huán)氧固化劑的發(fā)展趨勢。

環(huán)氧樹脂涂料的性能隨固化劑種類的不同而有較大差異,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)改進環(huán)氧樹脂涂料的力學(xué)性能。

環(huán)氧樹脂涂料的反應(yīng)活性高、固化密度大,故涂膜抗蝕性好。但同時也存在物理機械性能不足,如彈性較差、脆性偏大等問題,可以通過引入帶柔性鏈段的固化劑,如帶長鏈脂肪酸的聚酰胺予以改進。

(2)改進環(huán)氧樹脂涂料的工藝性能。

環(huán)氧樹脂涂料常在現(xiàn)場大規(guī)模施工,存在揮發(fā)物的毒性和在潮濕及低溫環(huán)境下的可操作性問題。近年來國內(nèi)外開發(fā)了多種無毒或低毒,且具有優(yōu)良的施工性、力學(xué)性能和抗蝕性的改性固化劑,如改性酮亞胺類固化劑。

(3)改進環(huán)氧樹脂涂料的耐蝕性。

不同環(huán)氧固化體系的耐蝕性也有較大差別。胺類固化劑固化的環(huán)氧樹脂耐堿性好而耐酸性較差,因固化后形成的叔胺結(jié)構(gòu)易與酸反應(yīng)生成叔銨鹽。而酸酐固化劑固化的環(huán)氧樹脂正好相反,耐酸性好而耐堿性較差,因固化后形成的酯基在堿性條件下發(fā)生不可逆的水解反應(yīng)。

(4)改進環(huán)氧樹脂涂料的耐溫性。

采用脂肪族胺固化劑固化的環(huán)氧樹脂,其熱變形溫度較低,通常僅為70~80℃。采用合適的芳香族固化劑或酸酐類固化劑,可使熱變形溫度提高至150℃左右,但后兩類固化劑單獨應(yīng)用一般需在加熱條件下固化。

(5)改進環(huán)氧樹脂涂料的介電性能。

當(dāng)環(huán)氧樹脂用于絕緣涂料時,可選擇使用偏苯二酸酐的改進共聚物作固化劑,可明顯提高涂料的耐熱性和介電性能。



二乙基甲苯二胺(DETDA)性能測試

制品在120℃的烘箱中熟化12h,室溫放置7天,按西德標(biāo)準(zhǔn)DNI53504測試制品性能與進口品相當(dāng):

項目                 自產(chǎn)detda           進口DETDA,

拉伸強度(MPa)         18.52              16.9

斷裂伸長率(%)         300                280

撓曲模量(MPa)         208,5              210.8

彎曲強度(MPa)         10.63              10.98


出于防腐涂料現(xiàn)場施工的需要,環(huán)氧樹脂涂料一般采用常溫固化劑,主要品種有:脂肪胺、芳香胺、脂環(huán)胺、多醚胺、芳脂胺、聚酰胺及各種改性胺等。國外環(huán)氧樹脂涂料固化劑品種很多,其開發(fā)應(yīng)用水平遠居前列。

一般的防腐底漆采用改性脂肪胺固化劑和聚酰胺固化劑。而對于要求較高的重防腐涂料,如高固體分涂料或無溶劑涂料則選用改性芳脂胺、改性脂環(huán)胺和多醚胺類固化劑。

將所制聚酯樹脂配制成粉末涂料,其在不同條件下固化后所得涂膜經(jīng)1000 h人工老化試驗后的保光率可知,相同時間下,涂膜的耐候性隨著固化溫度升高而提高。

同一溫度時,涂膜的耐候性隨著固化時間延長而增強,10 min 后趨于穩(wěn)定。綜合考慮涂膜的性能以及生產(chǎn)過程能耗、效率、設(shè)備損耗等因素,選擇160°C/10 min 為最理想固化條件。

耐濕熱性。按GB/T 1740–2007《漆膜耐濕熱測定法》,試板垂直懸掛于溫度(47 ± 1) °C、相對濕度96% ± 2%的LP-150 可程式調(diào)溫調(diào)濕試驗箱中。當(dāng)溫度和濕度達到設(shè)定值時開始計時,1000h 后觀察涂膜的表面狀況。

聚酯樹脂的結(jié)晶性能。在寬角衍射角為17.2°、24.8°和28.6°處各有一衍射峰,且在17.2°處的衍射峰最尖銳。根據(jù)出尖銳峰的位置可判斷合成的聚酯樹脂有結(jié)晶性,且經(jīng)分峰法處理算得結(jié)晶度為16.89%。

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