水性重防腐涂料综述
- 格式:doc
- 大小:80.00 KB
- 文档页数:8
第六代水性金属免除锈防腐漆久江水性金属免除锈防腐漆,是本公司以美国特殊的进口自除锈防腐蚀树脂为主要原料,配以美国进口的多种除锈助剂及防锈材料精致而成,专门针对化工行业和沿海地区的企业研发的水性环保型带锈、除锈的重防腐漆。
本防锈漆用于未经处理的金属表面防锈,对已锈蚀的金属件,可免除打磨、酸洗、磷化、抛丸等复杂的除锈工程,减少施工工序、材料和人工成本,极大地提高涂装工效。
给企业节省了巨额成本,又提高了防腐效果。
除锈,防腐,底漆一遍即成!水性体系,低气味,极低VOC,不燃、不爆、安全、无污染。
本漆粘度低,易涂刷,对已生锈的未经预处理的钢铁表面提供长久高效的保护,防锈漆能渗入锈层与锈点产生化学反应,转化为微黑色防锈膜,涂刷几分钟后与金属表面的锈蚀发生化学反应,即转化得到一层坚韧、致密的黑色惰性保护层,是基于新的化学螯合将表面的锈蚀转化为疏水钝化层,其膜层在金属表面形成牢固致密的保护膜、紧紧贴在钢材上,隔绝水气、氧及其它腐蚀因子的侵蚀。
并为金属表面的活性基团反应而“键合”具有优良的防腐蚀性能,应用金属表面的装饰与保护。
使得金属材料表面呈“疏水性”,同时涂层材料可与金属表面以化学键相结合,极大地增强了涂膜的附着力和防腐性能,具有优异的抗再锈蚀性能,是理想的环保防腐涂料。
和传统体系相比,该免除锈防腐蚀系统在再次锈蚀发生之前提供更长久的保护。
施工要求:1、施工前要清除干净金属钢件表面的灰尘污物,特别要彻底清洗干净表面的机油油污,因机油与水性漆不相融,会隔绝防锈漆渗入基层,造成与基材分层,影响附着力。
(特别是新钢件管材表面的防锈油脂、旧设备表面油污及夹缝的机油黄油),对锈蚀极严重的金属表面,如果已形成锈片,要先清除后再涂刷,用风吹净或用水洗净残留的锈尘再施工。
2、可用刷涂、喷涂、浸涂或辊涂的方法施工于干的或潮湿的金属表面。
最好的方法是用刷涂的方法以提供更高的渗透性。
和绝大多数水性涂料一样,不应于5℃以下施工。
在涂层干燥期间,应避免有结露或下雨情况。
水性环氧防腐漆配方及应用研究随着环保意识的增强,对高性能防腐涂料的需求也十分迫切。
本文介绍了水性环氧防腐涂料的制备方法,讨论了水性环氧体系的优点。
标签:水性环氧;底漆;防腐性引言随着国家对环境保护的重视及人们环保意识的日益增强,水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点。
水性环氧防腐涂料是以水为分散介质,环氧树脂作为主要成膜物质的一种的涂料,因其绿色环保、生产施工方便、无安全隐患、成本较低等优势而成为研究热点。
1.实验部分1.1实验原料和制备方法主要原料:水,润湿剂,分散剂,增稠剂,消泡剂,助溶剂,闪锈剂,环氧乳液及固化剂(美国翰森,亨斯曼,美国空气化学,自制),功能填料(三聚磷酸铝粉,磷酸锌粉),滑石粉,硫酸钡,云母粉等。
A组份制备方法:在搅拌釜中依次加入水,润湿剂,分散剂,闪锈剂,助溶剂,消泡剂等,控制搅拌速度为400转/min,搅拌20min-30min,然后将滑石粉,磷酸锌粉,硫酸钡,三聚磷酸铝粉,云母粉等加入上述混合液中,开启高速分散模式,转速900转/min。
搅拌1h,加入反应釜中分散均匀,最后加入环氧树脂乳液,增稠剂制得水性环氧防腐涂料A组份,并将A组份研磨至细度≤40um。
B组分制备方法:在搅拌釜中加入消泡剂,润湿流平剂,水性环氧固化剂搅拌均匀即可。
1.2水性环氧防腐涂料基本配方水性环氧防腐涂料基础配方见表1所示。
1.3试验仪器和水性环氧防腐涂料性能检测漆膜硬度仪(TQC-SP0500),高速分散搅拌器(FJS-300),盐雾试验仪(YWX/Q-250),NDJ旋转粘度计等。
水性环氧防腐涂料依据《水性环氧树脂防腐涂料》HG/T4759-2014标准要求制作检测样板。
2.结果与讨论2.1水性环氧树脂乳液与固化剂体系对成膜性能的影响2.1.1胺氢当量对漆膜基本性能的影响本试验采用自主开发的水性环氧树脂固化剂体系,研究胺氢当量对漆膜基本性能的影响。
其结果如表2所示。
2.1.2防腐清漆对比试验影响本文通过自主开发的水性环氧乳液清漆体系与市售产品清漆体系进行对比试验,其性能结果如表3所示。
水性涂料化学安全数据报告(MSDS)水性涂料化学安全数据报告(MSDS)1. 产品概述水性涂料是一种以水为溶剂或分散剂的涂料,其主要成分为树脂、颜料、填料、助剂等。
与传统溶剂型涂料相比,水性涂料具有环保、安全、节能等优点,已广泛应用于建筑、家具、装饰、汽车等领域。
2. 成分本水性涂料化学安全数据报告(MSDS)主要针对产品中可能存在的有害物质进行说明。
具体成分包括但不限于以下几种:- 树脂:乙二醇丁醚、聚乙烯醇、丙烯酸树脂等;- 颜料:钛白粉、氧化铁、炭黑等;- 填料:滑石粉、方解石、硅藻土等;- 助剂:分散剂、消泡剂、增稠剂、防腐剂等;- 溶剂:水、醇类、醚类等。
3. 安全数据3.1 物理性质- 外观:乳白色液体;- 气味:无特殊气味;- 密度:约为1.05 g/cm³;- 沸点:不适用(水性涂料);- 闪点:不适用(水性涂料);- 蒸汽压:不适用(水性涂料)。
3.2 化学性质- 稳定性:在正常储存条件下稳定;- 溶解性:与水混合均匀,可与醇类、醚类等有机溶剂混合;- 反应性:与强氧化剂、强还原剂、酸、碱等发生反应;- 毒性:低毒,但部分成分可能具有刺激性。
4. 危害识别4.1 吸入- 吸入大量蒸气可能导致呼吸道刺激、头痛、恶心等症状;- 长期吸入可能对肝脏、肾脏等器官造成损害。
4.2 皮肤接触- 皮肤接触可能导致刺激、红肿、瘙痒等症状;- 长期接触可能对皮肤造成慢性损害。
4.3 眼睛接触- 眼睛接触可能导致疼痛、红肿、视力模糊等症状;- 立即用大量清水冲洗,并尽快就医。
4.4 摄入- 误食可能导致消化道刺激、恶心、呕吐等症状;- 立即就医,给予适量温水催吐。
5. 预防措施- 操作时佩戴防护眼镜、口罩、手套等个人防护装备;- 避免皮肤、眼睛、呼吸道等直接接触;- 操作过程中保持通风良好;- 存放于阴凉、干燥、通风的地方;- 远离火源、热源、氧化剂、还原剂等;- 儿童、孕妇、哺乳期妇女及过敏体质者慎用。
水性底面合一防腐涂料产品简介:水性底面合一防腐涂料是水性环氧树脂改性丙烯酸树脂中添加具有环保防锈功能的颜料、助剂以及具有屏蔽作用的填料,制成的防腐涂料。
该涂料性能优异,同时具有面漆的装饰性效果,在组成中基本不含有机溶剂(尤其是对人体有害的苯类溶剂),用水作分散介质及稀释剂,不燃烧,不爆炸,无金属盐污染,符合国家环保标准。
环氧防腐涂料是目前世界上用量最大且最为重要的防腐涂料品种之一。
酯化型环氧树脂中生产量较大的一种,具有常温自干、极佳的附着力、优异的耐化学性能和物理机械性能等特性,而丙烯酸树脂有着优良的保光保色性及耐紫外线性。
将丙烯酸混合单体引入环氧酯分子中,合成水溶性环氧酯改性丙烯酸树脂,由此制成的水性底面合一防腐涂料兼有两种树脂的优点,可广泛应用于国内汽车零配件等领域的涂装。
而且为单组分,贮存稳定性好,对环境污染小,是一种具有发展前景的产品。
背景:进入21世纪,环保越来越受到世人的关注。
目前,国内防腐涂料以及溶剂型居多,含有机挥发物比较高,有些产品含有苯类、乙二醇醚类等有害溶剂,对于制造和涂装人员的身体伤害较大,对环境破坏比较严重。
而且这类防腐涂料中多含有重金属盐类防锈颜料,如红丹、黄丹、锶铬黄、锌铬黄、四盐基锌黄等,会造成土壤污染并危及人类健康。
近年来,国外出现了一些水性环保底面合一防腐涂料,性能较好,但主要以烘干为主,能耗较高,涂装较复杂,耐盐雾性性能一般。
国内该类产品主要是以低温烘干为主,自干性能和耐盐雾性能较差,在涂装和使用性能上表现欠佳。
根据汽车零配件,如传动轴、齿轮箱、汽车散热器、冰箱用压缩机等领域用涂料的要求,需要涂膜具有较好的自干性能,耐盐雾性能要达到360h 以上。
优点:k 该涂料性能优异,同时具有面漆的装饰性效果,在组成中基本不含有机溶剂(尤其是对人体有害的苯类溶剂),用水作分散介质及稀释剂,不燃烧,不爆炸,无金属盐污染,符合国家环保标准。
k 产品耐盐雾性能优异,常温自干较快,特别适用于又环保要求的汽车零配件,如传动轴、齿轮箱、汽车散热器、冰箱压缩机等,工件表面形成的涂层具有一般溶剂型防锈涂料的性能,确保和提高工件的适用寿命,也可应用和扩大到类似工件涂装。
关于船舶涂装中水性防腐涂料运用浅析摘要:船舶涂装和其他工业涂装之间存在着很大的差异,船舶的外形更加庞大,内部的构造也更为复杂,在对船舶进行涂装施工的过程中只能进行露天作业,基于这些因素限制,让船舶涂装的要求更加严格。
关键词:船舶涂装;防腐蚀涂料;水性涂料;运用1水性防腐涂料的类别1.1水乳胶型涂料水乳胶型涂料的制作相对较为复杂,主要原材料是树脂材料,运用乳液聚合原理并且以复杂的工序制作而成。
随着制造技术的不断发展与进步,乳液聚合技术已经以全新的概念持续发展,其发展前景与空间也非常可观。
乳液聚合技术主要是将均相乳液聚合与异相乳液聚合2种形态进行结合构成的,均相乳液聚合是将一次性乳液聚合完成;异相乳液聚合属于新的聚合方式,主要是通过分步乳液聚合的方式进行完成,此方式虽然属于新兴的方式,但已经得到大量的推广,此类聚合方式从理论上来说,也是核壳结构乳液聚合。
杂化乳液聚合起源于20世纪90年代末,属于树脂制备技术与改性技术的延展性改良技术,通过乳液聚合与改性能够达到一步完成的效果。
运用于此类制作工艺中的主要材料是改性树脂,改性树脂中主要包括环氧树脂、醇酸树脂以及聚氨酯树脂等材料。
1.2可稀释于水中的涂料可稀释于水中的涂料需要在树脂溶剂中进行溶解后才能与其他的材料或者助剂充分混合均匀,并且需要经过染色处理;再运用水溶性溶剂将上述溶液经过盐基团溶于水中,才能够进行涂装使用。
此类涂料中树脂材料的种类具有一定的局限性,主要树脂材料有聚氨酯树脂、环氧树脂以及聚酯树脂等,由这些树脂材料中的链状分子结构引入亲水分子基团,让得到处理后的聚合为能够更好的和水相互溶解,得到充分溶于水中的涂料。
针对此种能够充分溶于水中的涂料的特殊性,通常情况下都是将此种材料运用在电泳底漆方面,在极少数的情况下才会将此种涂料运用于气干性涂料设备当中。
可稀释于水中的涂料通常都是以核壳结构进行制备,并且此类涂料的酸值相对较低。
在对此类涂料进行制备时,需要以符合材料要求的树脂运用酸值自由基进行作用,才能够让接枝和目标分子链进行对接,通过胺的作用,将其中的酸单体进行中和,让最终形成的聚合物能够在水中具有较好的分散能力。
水性涂料介绍范文水性涂料是一种以水为溶剂的涂料,相对于传统的溶剂型涂料而言,具有环保、安全、健康的特点。
本文将为您详细介绍水性涂料的特性、种类、应用领域以及优势。
一、水性涂料特性1.环保安全:水性涂料以水为溶剂,相较于传统的溶剂型涂料,有机溶剂的挥发量极低,不会产生有毒有害物质的气体,对人体健康和环境无害。
2.无异味:水性涂料不含有机溶剂,干燥后无异味,使用起来更加舒适,对室内空气质量没有影响。
3.易于清洁:水性涂料的涂膜容易清洁,表面污渍可以用水或家用清洁剂进行清洗,大大减少清洁的难度和劳动强度。
4.触变性好:水性涂料涂覆在基材上形成的涂膜会转变为弹性体,具有良好的触变性,可以抵御外界的震动、挠曲以及基材的变形。
5.无需稀释剂:水性涂料涂刷时不需要添加稀释剂,可以直接使用,简化了制作工艺,提高了施工效率。
二、水性涂料种类1.水性丙烯酸涂料:具有优异的耐候性、光泽度和附着力,广泛应用于室内外墙面、木材、金属等材料的涂装。
2.水性聚酯涂料:具有优异的耐磨性、耐候性和光泽度,多用于高档物品如汽车、家具、装饰品等的涂装。
3.水性聚氨酯涂料:具有良好的弹性、耐磨性和耐化学性,适用于地板、电梯、储罐等地面涂装。
4.水性磁漆:可用于磁性涂层的制作,可以粘贴磁性物品,广泛应用于商场、学校、家庭等。
5.水性保温涂料:可在建筑物外部形成保温层,提高建筑的保温性能,使室内温度更加舒适。
三、水性涂料应用领域1.建筑涂料:水性涂料广泛应用于家庭装饰、办公场所、酒店、医院、学校等建筑物的内外墙涂装,可以有效提升墙面的美观度和耐用性。
2.木工涂料:水性涂料适用于家具、楼梯、地板等木制品的涂装,可以提供良好的保护和装饰效果。
3.汽车涂装:水性涂料用于汽车的喷涂,不仅可以提供汽车的保护层,还可以实现多种颜色和效果的选择,满足个性化需求。
4.金属涂装:水性涂料可应用于金属制品、机械设备等的表面涂装,增加产品的美观度和耐用性,同时减少对环境的污染。
重防腐涂料的标准重防腐涂料作为防腐涂料的骄子,自20世纪60~70年代开始应用以来,得到了迅速发展,应用范围越来越广,尤其是这样那样的防腐难题进一步推动了重防腐涂料技术的革命,重防腐涂料从生物工程、石油、化工等行业吸取营养,嫁接高技术,使重防腐涂料发挥着越来越大的作用,发展前景十分诱人。
重防腐涂料标准的重要标志即厚膜化。
今天我要为大家介绍的是有关重防腐涂料标准的相关知识。
重防腐涂料介绍重防腐涂料:它的英文名称为heavy-duty coating,指相对常规防腐涂料而言,能在相对苛刻腐蚀环境里应用,并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。
厚膜化是重防腐涂料的重要标志。
一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右,而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上,还有500μm~1000μm,甚至高达2000μm。
防腐涂料,一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料,是油漆涂料中必不可少的一种涂料。
常规防腐涂料是在一般条件下,对金属等起到防腐蚀的作用,保护有色金属使用的寿命;重防腐涂料特点①能在苛刻条件下使用,并具有长效防腐寿命,重防腐涂料在化工大气和海洋环境里,一般可使用10年或15年以上,即使在酸、碱、盐和溶剂介质里,并在一定温度条件下,也能使用5年以上。
②厚膜化是重防腐涂料的重要标志。
一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右,而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上,还有500μm~1000μm,甚至高达2000μm。
重防腐涂料种类【环氧树脂漆】厚膜型环氧富锌底漆,环氧云铁防锈漆,环氧玻璃鳞片,环氧煤沥青漆,环氧地坪漆。
【氯乙烯油漆】底漆,面漆,机床漆,锤纹漆,防火漆,防腐漆,清漆,过氯乙烯腻子。
【氯化橡胶油漆】氯化橡胶各色面漆,氯化橡胶铝粉防锈底漆,氯化橡胶防锈底漆,氯化橡胶铁红铝粉防锈漆,氯化橡胶船底防污漆。
【丙烯酸油漆】丙烯酸聚氨酯罩光清漆,各色丙烯酸聚氨酯磁漆,丙烯酸道路划线漆。
水性涂料的优缺点大致介绍水性涂料水性涂料是目前涂料市场上一种比较新型的涂料,很多人对于水性涂料并没有正确的认识,水性涂料相对于溶剂性油漆涂料,具有以下特点:1.水性涂料以水作溶剂,节省大量资源;水性涂料消除了施工时火灾危险性;降低了对大气污染;水性涂料仅采用少量低毒性醇醚类有机溶剂,改善了作业环境条件。
一般的水性涂料有机溶剂(占涂料)在10%~15%之间,而现在的阴极电泳涂料已降至1.2%以下,对降低污染节省资源效果显著。
2.水性涂料在湿表面和潮湿环境中可以直接涂覆施工;水性涂料对材质表面适应性好,涂层附着力强。
3.水性涂料涂装工具可用水清洗,大大减少清洗溶剂的消耗。
4.水性涂料电泳涂膜均匀、平整。
展平性好;内腔、焊缝、棱角、棱边部位都能涂上一定厚度的涂膜,有很好的防护性;电泳涂膜有最好的耐腐蚀性,厚膜阴极电泳涂层的耐盐雾性最高可达1200h。
水性涂料存在的问题:1.水性涂料对施工过程中及材质表面清洁度要求高,因水的表面张力大,污物易使涂膜产生缩孔;2.水性涂料对抗强机械作用力的分散稳定性差,输送管道内的流速急剧变化时,分散微粒被压缩成固态微粒,使涂膜产生麻点。
要求输送管道形状良好,管壁无缺陷。
3.水性涂料对涂装设备腐蚀性大,需采用防腐蚀衬里或不锈钢材料,设备造价高。
水性涂料对输送管道的腐蚀,金属溶解,使分散微粒析出,涂膜产生麻点,也需采用不锈钢管。
4.烘烤型水性涂料对施工环境条件(温度、湿度)要求较严格,增加了调温调湿设备的投入,同时也增大了能耗。
5.水性涂料水的蒸发潜热大,烘烤能量消耗大。
阴极电泳涂料需在180℃烘烤;而乳胶涂料完全干透的时间则很长。
6.水性涂料沸点高的有机助溶剂等在烘烤时产生很多油烟,凝结后滴于涂膜表面影响外观。
7.水性涂料存在耐水性差的问题,使涂料和槽液的稳定性差,涂膜的耐水性差。
水性涂料的介质一般都在微碱性(ph7.5~ph8.5),树脂中的酯键易水解而使分子链降解,影响涂料和槽液稳定性,及涂膜的性能。
水性聚氨酯在涂料领域广泛研究和应用0综述了水性聚氨酯涂料的主要特点和应用,介绍了防腐蚀水性聚氨酯涂料、防水水性聚氨酯涂料、防霉杀菌水性聚氨酯涂料、阻燃水性聚氨酯涂料、抗涂鸦水性聚氨酯涂料等功能性水性聚氨酯涂料的特点和研究进展,并指出了功能性水性聚氨酯涂料的热点研究方向。
关键词:水性聚氨酯涂料功能性涂料进展聚氨酯(PU)是由含羟基、羧基、氨基等官能团的化合物与含异氰酸酯基化合物反应得到的高分子化合物,分子主链中除含有许多重复的氨基甲酸酯键(-NHCOO-)外,还含有醚键、酯键、脲键、脲基甲酸酯键。
聚氨酯被誉为性能最优异的树脂,以其制得的涂料具有许多优异的性能,如高硬度、耐磨损、柔韧性好、耐化学品、附着力强、成膜温度低、可在室温固化等。
但是,传统的溶剂型聚氨酯涂料在制备和施工的过程中都需添加不少有机溶剂,对人类健康和环境造成危害。
此外,双组分聚氨酯涂料中游离的多异氰酸酯(如TDI)对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用,长期接触会引起慢性支气管炎等疾病。
因此,随着人们环保意识的加强和各国环保法律法规对挥发性有机化合物(VOC)排放量的限制,水性聚氨酯的研究与开发日益受到重视.水性聚氨酯是以水为分散介质,聚氨酯树脂溶解或分散于水中而形成的二元胶态体系,以其制备的水性聚氨酯涂料中不含或含有极少量的有机溶剂。
水性聚氨酯涂料,不仅具有无毒无臭味、无污染、不易燃烧、成本低、不易损伤被涂饰表面、施工方便、易于清理等优点,还具有溶剂型聚氨酯涂料所固有的高硬度、耐磨损等优异性能[3],因而在木器涂料、汽车涂料、建筑涂料、塑料涂料、纸张涂层以及织物和皮革涂饰等许多领域得到了广泛的应用。
为了满足人们在生产和生活方面对具有新型功能的水性涂料的需求,近年来,人们通过对水性聚氨酯改性或添加助剂开发出了许多具有特殊物理和化学性质的水性聚氨酯涂料,提高了水性聚氨酯涂料的功能性,扩大了水性聚氨酯涂料的应用范围。
本文综述了几种功能性水性聚氨酯涂料的最新研究进展。
水性重防腐涂料的研究进展 摘要:本文综述了水性重防腐涂料中水性环氧树脂、水性聚氨酯以及水性无机硅酸富锌重防腐涂料的研究进展,并指出水性重防腐涂料的发展趋势。 关键词:重防腐涂料;水性;化学改性
前言
腐蚀给人类造成全球每年经济损失重大, 采用涂料对金属进行防腐蚀是经济、实用、有效的方法。水性涂料具有许多优点已使其成为金属防腐涂料的研究热点和主要发展方向。过去重防腐蚀涂料一直是水性涂料的禁区,近年来水性涂料技术的发展有了重大突破使其进入了这一领地。由于涉及多个工业领域,水性重防腐涂料的研发得到了涂料生产企业与研究工作者的重视。目前用于重防腐领域的也是最为成功的水性涂料是水性环氧树脂、聚氨酯及无机硅酸富锌重防腐涂料。
1 水性环氧树脂重防腐涂料
与传统溶剂型环氧树脂相比,水性环氧树脂具有不含有机溶剂或有机化合物含量较低、操作性能好、对大多基材具有良好的附着力、可在室温和潮湿的环境中固化、易与其它水性聚合物体系复合改性等优点。但也存在表干时间长、固化时涂膜易脆裂、颜填料在水性环氧涂料中的分散程度较溶剂型较差等缺点。因此水性环氧涂料固化后涂膜的增韧改性研究已成为环氧树脂涂料的发展方向之一。针对水性环氧树脂固化物涂膜脆,附着力低等缺陷,目前水性环氧树脂的改性主要有两个方向,一个方向是环氧树脂水性化,另外一个是环氧树脂固化剂的水性化。
1.1 水性环氧树脂改性
目前针对水性环氧树脂涂料基体的化学改性有自由基接枝改性法和功能性单体扩链法,即通过适当的方法在环氧树脂分子中引入羧酸、磺酸等功能性基团,再中和成盐。 1.1.1 自由基接枝改性法 近年来,科研工作者通过化学改性方法研制水性环氧树脂主要是通过醚化或酯化法在环氧基团上引入亲水基团达到增加环氧树脂水乳化能力或水溶性的能力,但消耗了部分环氧基团,而接枝反应法则可避免这一缺陷,此法是通过引发剂在环氧树脂仲碳和叔碳上产生活性自由基,利用接枝共聚合的方法引入亲水单体,达到制备水溶或水乳环氧树脂的目的。 黄先威等[1]利用E-44环氧树脂、α-甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和苯乙烯合成了环氧-丙烯酸多元接枝共聚物,并向其中加入W(NH3)=28%的氨水,调节pH值为7~9得水性环氧-丙烯酸乳液,制得水性环氧涂料。通过各项性能表征,结果表明该涂料附着力、耐冲击性、耐腐蚀性等各项性能良好。Robinson等[2]将丙烯酸酯单体接枝到环氧树脂的分子骨架上,制得不易水解的水性环氧树脂。应用自由基聚合机理,接枝位置为环氧分子链上的脂肪碳原子,接枝率低于100%。最终产物为未接枝的环氧树脂、接枝的环氧树脂和聚丙烯酸酯的混合物,这三种聚合物分子在溶剂中舒展成线型状态,加入水后形成了极稳定的水分散体系。方茹[3]等以过氧化苯甲酰为引发剂,以甲基丙烯酸为接枝聚合的单体,采用溶液聚合的方法对环氧树脂进行接枝改性。 1.1.2 功能性单体扩链法 功能性单体扩链法[4]是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的基团反应在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团,再中和成盐。 目前,许多科研研究者在这方面做了大量的研究工作,并取得一定的成果。马承银[5]
等将功能性单体扩链法和自由基接枝改性法结合,用强酸型酸性化合物2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为改性剂,以过氧化苯甲酸(BPO)为自由基引发剂由溶液聚合的方法获得AMPS改性环氧树脂,无需加碱中和,可直接分散于水中形成稳定的乳液,试验重现性好。刘朝阳[6]等利用功能性单体扩链法将多官能团酚醛环氧树脂F-51与适量二乙醇胺反应,制得一种分子中含环氧基和亲水基团的改性F-51环氧树脂,一方面使该树脂具备了水溶性或水分散性,另一方面每个改性树脂分子中又保留了两个环氧基,使改性树脂的亲水性和反应活性达到合理的平衡。该树脂成盐后具有良好亲水性,固化物涂膜硬度达到6H,并具有很强的附着力。
1.2 环氧树脂固化剂水性化
水性环氧树脂固化剂是水性环氧涂料应用的关键,固化后涂膜性能的好坏很大程度上取决于固化剂与树脂的相容性。要使环氧树脂与固化剂之间能充分混合、固化,就要使二者的溶解度参数相匹配。溶解度参数大的固化剂与疏水性的环氧树脂间的溶解度参数差异较大,得到的涂膜的综合性能不好;而溶解度参数小的固化剂与环氧树脂溶解度参数匹配,但它难溶于水,不能稳定的分散在水中,因此,需对其进行改性。目前对水性环氧树脂固化剂改性的思路有如下四种。 (1)提高与环氧树脂的相容性。相容性的好坏直接影响成膜的好坏,两相相容性越好,固化剂越容易向环氧树脂内扩散,有利于固化。提高相容性的基本思路是用环氧树脂跟多胺反应,把环氧结构骨架接枝上去,合成环氧-胺固化剂。如,邓晓琴 [7]以异佛尔酮二胺和1,6-己二胺为原料,加入适量自制的催化剂,在190℃反应2.5h,制成新型多胺类改性固化剂,将其分别添加到二氨基二苯甲烷和甲基四氢苯酐2种固化剂中,固化物的涂膜韧性及抗拉伸强度都有很大的提高。 (2)室温固化的Ⅰ型水性环氧体系固化剂。多胺改性后必须具备固化剂和乳化剂的双重功能,通常的改性方法是在分子中引入有表面活性作用的分子链段,多为非离子的表面活性剂。陶永忠等人[8]采用低分子量液态环氧树脂与非离子表面活性剂BMJ反应生成的端环氧基BMJ加成物与多乙烯多胺加成形成的含有表面活性作用的链段的端-NH2的加成物直接成盐制成的固化剂。Shimp等[9]制得的环氧与多胺的加成物,用单环氧化合物封端,然后用挥发性酸成盐,制得的水性固化剂也对低分子的环氧树脂有微乳化功能,两者混合固化成膜性能较好。 (3)延长水性环氧树脂的适用期。多胺固化剂中包含的伯胺氢,反应活性很强,通常用单环氧化合物对伯胺氢进行封端,如缩水甘油丁基醚、芳基(苯基、甲苯基)环氧丙基醚,文献中多采用芳基的单环氧化合物(甲苯基),从相容性考虑,芳香族比脂舫族的更适合。成盐过程中的挥发性酸也可中和部分伯胺氢。 (4)调整适当的水分散性。多胺是水溶性的,接枝环氧的结构后,亲水性必然下降,制备时候要考虑其亲水亲油平衡,使产物和环氧树脂既有良好的相容性,又保持良好的水分散性,一般采用一元弱酸中和成盐,一来可以中和部分伯胺氢,降低活性,二来又提高了其亲水性,而且挥发性弱酸在固化后基本挥发掉,不影响耐腐蚀性。在这方面也有许多科研工作者做了许多工作,如Walke等人[10]在多胺过量的情况下与双酚A环氧树脂反应,用单环氧化合物封端,加水稀释,加醋酸成盐,成功研制出Ⅱ型水性环氧体系的固化剂,该水性固化剂用于水性环氧乳液的固化。涂膜综合性能得到很大的提高。 总之,由于水性环氧树脂的环境友好性,毫无疑问将成为相关领域的主流产品。目前国内对环氧树脂的水性化研究已趋于成熟,水性环氧树脂在我国大规模产业化应用将很快实现,高性能水性环氧树脂的开发仍然是今后的研究重点。
2 水性聚氨酯重防腐涂料
水性聚氨酯不仅保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良性能,而且还具有安全、不易燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和易改性等优点。尽管水性聚氨酯具有环境友好性,但与溶剂型聚氨酯相比,水性聚氨酯分散体的耐化学和耐溶剂性能较差,硬度较低,表面光泽度不高,而且聚氨酯乳液的自增稠性差,固含量低,乳胶膜的耐水性差等,较大程度地影响了它的推广应用。因此需对水性聚氨酯进行改性,改性的主要目的是提高其胶膜的耐水性、耐溶剂性、耐化学品性能以及力学性能。目前,主要用有丙烯酸、环氧树脂、有机硅等对水性聚氨酯进行复合改性。
2.1 丙烯酸酯共聚改性
针对单一的水性聚氨酯乳液的耐水性、耐溶剂型和耐候性比较差而难以满足工业需求,丙烯酸树脂具有优异的耐候性、耐溶剂型、耐水性和保光性。因此丙烯酸酯改性聚氨酯乳液已成为许多科研工作者研究的热点,研究表明利用丙烯酸树脂改性聚氨酯乳液,能大大的提高聚氨酯乳液的耐水性,耐溶剂及耐候性。Narayan R等[11]用丙烯酸酯对聚氨酯进行改性,结果表明改性后的共聚物具有优良的综合性能,涂膜不但黏度变小而且具有强附着力、良好的抗张强度。于海深[12]以异氰酸酯、聚醚多元醇及二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,合成了水性聚氨酯(WPU)预聚体,然后采用扩链、交联和丙烯酸酯复合改性等方法制备了丙烯酸酯改性水性聚氨酯(PUA)。结果表明:PUA具有丙烯酸酯和聚氨酯(PU)的双重优点,而且其低温成膜性较好、综合性能较优、成本及VOC含量较低,由PUA配制的木器漆,其主要性能均达到HG/T36 082-1999标准。黄洪等[13]用环氧树脂E-44和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯(WPU)。丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA发生共聚反应,制得以丙烯酸酯为核聚氨酯、以壳HEA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液,这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强、丙烯酸酯的耐水和耐候性好,环氧树脂的高模量,高强度,耐化学性好等许多优点。
2.2 环氧树脂复合改性
作为涂料用途的水性聚氨酯需要具备强附着力、高粘接强度、耐磨和耐水性好等优点。环氧树脂恰恰具有这些优点,利用环氧树脂的环氧基及多羟基结构特点,把环氧树脂引入聚氨酯主链中,使聚氨酯形成网状结构,制得性能更加优异的水性聚氨酯。进而提高水性聚氨酯的综合性能。环氧树脂改性聚氨酯乳液也已成为目前许多科研工作者的一个研究热点。Par mar R等[14]利用环氧丙烯酸与PU接枝共聚制备出改性WPU,改性后的环氧共聚物物理化学性能和涂膜的机械性能均有很大提高。邓朝霞等[15]采用甲苯二异氰酸酯(TDI-80)、聚醚二醇(N220)、二羟甲基丙酸(DMPA)、环氧树脂和丙烯酸羟丙酯(HPA)、合成了环氧改性的双键封端水性聚氨酯乳液。由于含有不饱和双键而具有感光性能,故此乳液可用作水性紫外光固化涂料或胶粘剂的预聚物。实验结果表明:随着环氧树脂用量的增大,涂膜的硬度、耐水性、耐溶剂性及力学性能等都比单纯的聚氨酯强。王春会等[16]采用环氧树脂(EP)、聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)等制备了环氧树脂改性水性聚氨酯。以环氧树脂E-44为改性剂,讨论了EP含量、NCO/OH比值、