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      水性環氧體系如何影響了防腐底漆的耐鹽霧性

      發表時間:2021-02-28 23:16

      一、體系的固化交聯度


      固化度越高,交聯點就越多,所形成的高分子涂膜越致密,水、氧和離子透過防護涂層的可能性就越??;固化度越高,涂膜的剛性越好,被水浸潤的抵抗涂膜變形的能力就越強,起泡的可能性就越??;合適的交聯度,使體系粘附能力提高,反應形成的羥基跟底材形成氫鍵結構,有利于阻止水、氧和離子的侵入界面。

      低溫固化的水性環氧固化劑,降低了反應的活化能,有利于常溫下提高固化交聯度,提高耐鹽霧性。其中曼尼希改性胺,具有低溫固化的特點,引入芳香環結構有利于提高涂膜的剛性、憎水性和耐鹽霧性;尤其是腰果酚改性胺類,因具有C15長鏈,可提升涂膜的附著力,增強憎水性。這類固化劑的典型型號MH-6616,就既能低溫固化,又具有較好的附著力和耐鹽霧性。


      二、環氧乳液的影響


      1、乳化劑類型的環氧乳液含較多的單官能團或增塑型乳化劑,降低了體系的交聯密度和機械性能、耐熱性和附著力,形成的涂膜相對缺陷較多。而自乳化環氧為雙官能團的環氧樹脂結構,增韌了固化體系,對固化物強度影響較小。

      2、環氧乳液的乳膠粒子大小

      乳膠粒子以分子抱團的顆粒形式存在,在水中形成“水包油”的狀態,外層親水基接觸水性固化劑反應后分子量增大,具有疏水性,阻擋了內層環氧和水性固化劑的進一步反應,固化物的交聯密度下降,水、氧和離子透過的可能性大增,所以相對乳膠粒子小,接近納米級的自乳化環氧具有更高的交聯度和涂膜機械性能。

      3、漆膜的柔韌性。

      柔韌性(而不是增塑型)的環氧固化物具有更強的剝離強度和附著力,可舒緩因水分和溶劑揮發收縮產生的應力,可有效阻止水、氧和離子從界面通過,從而提高耐鹽霧性。但以犧牲剛性得到的涂膜柔韌性,往往變形能力強,鹽霧試驗中起泡的可能性大增。因此,涂膜的剛柔相濟性能很重要。

      4、環氧乳液的穩定性

      放置一定時間后,乳膠粒子分層或返粗,導致配比偏離或固化度下降,影響了涂膜的硬度、耐鹽霧性能。而自乳化環氧則有所不同,相比乳化劑類型,具有更強的抗沉性和粒子穩定性,即使出現乳液分層現象,稍微攪拌就能恢復到出廠時的狀況。

      5、離子含量

      離子含量直接影響涂膜的耐鹽霧性能,水性環氧中離子含量要低,配方中也需要添加去離子水。

      6、自乳化環氧可乳化油性固化劑和環氧活性稀釋劑,通過對油性固化劑的選擇,成膜性能穩定,耐鹽霧性和附著力都能得到提升。而乳化劑類型環氧乳液難以具備這個特點。

      7、自乳化環氧可乳化油性固化劑時,需要時間和剪切速度(建議600-800轉10-15分鐘)。乳化不良的體系加入水后,容易導致破乳或者乳膠粒子粗大,影響成膜性和涂膜機械強度。因此,建議水直接加在自乳化環氧乳液中預先混合,再加入固化劑體系乳化,成膜性能更好。


      三、固化劑的影響


      1、親水性和疏水性的統一

      既要與水混溶,用水調節粘度,又要在固化后能避免水的影響;既要求固化前較好的親水性,又要求固化后較強的憎水性。這是一個矛盾的綜合體。過強的親水性雖成膜性好,但固化物憎水性不夠,腐蝕因子透過的可能性增加;過強的疏水性導致體系混溶性變差,乳膠粒子粗大,交聯度下降,涂膜致密度不夠。MH-6618屬于脂環胺改性水性固化劑,具有自乳化的特點,水分散性好,加水輕微攪拌直接形成穩定的乳液,乳膠粒子小,配合環氧乳液能形成致密的涂膜,因此具有較高的耐鹽霧性。


      2、涂膜剛性和韌性的統一

      一般鹽水浸潤的涂膜塑性增強,耐熱和硬度均下降明顯。

      首先體系固化后跟金屬底材附著力要好,剝離強度高,又要具備一定的剛性和鹽水浸潤條件下的抗變形能力。過高的耐熱和硬度影響涂膜剝離強度,過強的柔韌性又會導致變形能力增強,起泡的可能性大增。所以,固化體系需達到剛柔相濟的效果。


      3、交聯密度

      多個交聯點的分子結構有利于提高體系的交聯密度,有效阻止腐蝕因子通過。


      4、憎水基的相對數量

      憎水基越多,固化物就會形成荷葉效應,水分被排斥,界面易干燥,附著力提高,水分通過涂膜的可能性也大幅度降低。


      5、親水基的相對數量

      親水基越多,HLB值就越大,跟水的相容性就越強,水分被親和,容易透過腐蝕因子,起泡和腐蝕的可能性大增。所以一般親水性好的固化劑,其耐鹽霧性往往大打折扣。MH-6605水性固化劑是一個特殊的分子結構,既具有較好的親水性,固化物又具有極佳的憎水性,故鹽霧實驗時起泡的可能性就小。


      6、離子含量

      離子含量高,尤其是陽離子透過涂膜,導致涂膜起泡,直接影響涂膜的耐鹽霧性。


      四、固化反應


      1、交聯密度

      水分揮發充分,較高的固化溫度和時間可提高交聯密度。


      2、空氣濕度的影響

      空氣濕度影響水分的揮發,凝膠后未揮發完全的水分殘留在涂膜中,后續揮發出來后形成了孔洞,為腐蝕因子提供了通道,耐鹽霧性會相應下降。

      凝膠前水分揮發得越充分,界面膜消失得越充分,涂膜的致密性就越好,耐鹽霧性能就越好。適當的助溶劑有利于加速水分的揮發速度。


      3、環氧乳液和固化劑的混溶性


      二者混溶性好,形成的涂膜才致密。在相容性好的體系中,環氧或者固化劑的乳膠粒子突破界面膜后,能迅速相互滲透,達到混溶



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