水性环氧体系如何影响了防腐底漆的耐盐雾性发表时间:2021-02-28 23:16
一、体系的固化交联度固化度越高,交联点就越多,所形成的高分子涂膜越致密,水、氧和离子透过防护涂层的可能性就越小;固化度越高,涂膜的刚性越好,被水浸润的抵抗涂膜变形的能力就越强,起泡的可能性就越小;合适的交联度,使体系粘附能力提高,反应形成的羟基跟底材形成氢键结构,有利于阻止水、氧和离子的侵入界面。 低温固化的水性环氧固化剂,降低了反应的活化能,有利于常温下提高固化交联度,提高耐盐雾性。其中曼尼希改性胺,具有低温固化的特点,引入芳香环结构有利于提高涂膜的刚性、憎水性和耐盐雾性;尤其是腰果酚改性胺类,因具有C15长链,可提升涂膜的附着力,增强憎水性。这类固化剂的典型型号MH-6616,就既能低温固化,又具有较好的附着力和耐盐雾性。 二、环氧乳液的影响1、乳化剂类型的环氧乳液含较多的单官能团或增塑型乳化剂,降低了体系的交联密度和机械性能、耐热性和附着力,形成的涂膜相对缺陷较多。而自乳化环氧为双官能团的环氧树脂结构,增韧了固化体系,对固化物强度影响较小。 2、环氧乳液的乳胶粒子大小 乳胶粒子以分子抱团的颗粒形式存在,在水中形成“水包油”的状态,外层亲水基接触水性固化剂反应后分子量增大,具有疏水性,阻挡了内层环氧和水性固化剂的进一步反应,固化物的交联密度下降,水、氧和离子透过的可能性大增,所以相对乳胶粒子小,接近纳米级的自乳化环氧具有更高的交联度和涂膜机械性能。 3、漆膜的柔韧性。 柔韧性(而不是增塑型)的环氧固化物具有更强的剥离强度和附着力,可舒缓因水分和溶剂挥发收缩产生的应力,可有效阻止水、氧和离子从界面通过,从而提高耐盐雾性。但以牺牲刚性得到的涂膜柔韧性,往往变形能力强,盐雾试验中起泡的可能性大增。因此,涂膜的刚柔相济性能很重要。 4、环氧乳液的稳定性 放置一定时间后,乳胶粒子分层或返粗,导致配比偏离或固化度下降,影响了涂膜的硬度、耐盐雾性能。而自乳化环氧则有所不同,相比乳化剂类型,具有更强的抗沉性和粒子稳定性,即使出现乳液分层现象,稍微搅拌就能恢复到出厂时的状况。 5、离子含量 离子含量直接影响涂膜的耐盐雾性能,水性环氧中离子含量要低,配方中也需要添加去离子水。 6、自乳化环氧可乳化油性固化剂和环氧活性稀释剂,通过对油性固化剂的选择,成膜性能稳定,耐盐雾性和附着力都能得到提升。而乳化剂类型环氧乳液难以具备这个特点。 7、自乳化环氧可乳化油性固化剂时,需要时间和剪切速度(建议600-800转10-15分钟)。乳化不良的体系加入水后,容易导致破乳或者乳胶粒子粗大,影响成膜性和涂膜机械强度。因此,建议水直接加在自乳化环氧乳液中预先混合,再加入固化剂体系乳化,成膜性能更好。
三、固化剂的影响1、亲水性和疏水性的统一既要与水混溶,用水调节粘度,又要在固化后能避免水的影响;既要求固化前较好的亲水性,又要求固化后较强的憎水性。这是一个矛盾的综合体。过强的亲水性虽成膜性好,但固化物憎水性不够,腐蚀因子透过的可能性增加;过强的疏水性导致体系混溶性变差,乳胶粒子粗大,交联度下降,涂膜致密度不够。MH-6618属于脂环胺改性水性固化剂,具有自乳化的特点,水分散性好,加水轻微搅拌直接形成稳定的乳液,乳胶粒子小,配合环氧乳液能形成致密的涂膜,因此具有较高的耐盐雾性。 2、涂膜刚性和韧性的统一一般盐水浸润的涂膜塑性增强,耐热和硬度均下降明显。 首先体系固化后跟金属底材附着力要好,剥离强度高,又要具备一定的刚性和盐水浸润条件下的抗变形能力。过高的耐热和硬度影响涂膜剥离强度,过强的柔韧性又会导致变形能力增强,起泡的可能性大增。所以,固化体系需达到刚柔相济的效果。 3、交联密度多个交联点的分子结构有利于提高体系的交联密度,有效阻止腐蚀因子通过。 4、憎水基的相对数量憎水基越多,固化物就会形成荷叶效应,水分被排斥,界面易干燥,附着力提高,水分通过涂膜的可能性也大幅度降低。 5、亲水基的相对数量亲水基越多,HLB值就越大,跟水的相容性就越强,水分被亲和,容易透过腐蚀因子,起泡和腐蚀的可能性大增。所以一般亲水性好的固化剂,其耐盐雾性往往大打折扣。MH-6605水性固化剂是一个特殊的分子结构,既具有较好的亲水性,固化物又具有极佳的憎水性,故盐雾实验时起泡的可能性就小。 6、离子含量离子含量高,尤其是阳离子透过涂膜,导致涂膜起泡,直接影响涂膜的耐盐雾性。 四、固化反应1、交联密度水分挥发充分,较高的固化温度和时间可提高交联密度。 2、空气湿度的影响空气湿度影响水分的挥发,凝胶后未挥发完全的水分残留在涂膜中,后续挥发出来后形成了孔洞,为腐蚀因子提供了通道,耐盐雾性会相应下降。 凝胶前水分挥发得越充分,界面膜消失得越充分,涂膜的致密性就越好,耐盐雾性能就越好。适当的助溶剂有利于加速水分的挥发速度。 3、环氧乳液和固化剂的混溶性二者混溶性好,形成的涂膜才致密。在相容性好的体系中,环氧或者固化剂的乳胶粒子突破界面膜后,能迅速相互渗透,达到混溶
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