引言
重防腐涂料是指能在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下應(yīng)用并具有長效使用壽命的涂料[1]。而隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)以及免維護(hù)涂裝體系的發(fā)展，長效、環(huán)保、節(jié)能的重防腐涂料越來越多地被工程建設(shè)所采用。玻璃鱗片重防腐涂料作為一種的重防腐涂料引起了人們的廣泛關(guān)注[2-4]。玻璃鱗片的片狀結(jié)構(gòu)在涂膜中的平行排列，切斷了漆膜中的微孔，而且還在涂膜中形成了迷宮效應(yīng)，大大延長了腐蝕性介質(zhì)在涂膜中的擴(kuò)散路徑，從而有效延緩了基底金屬的腐蝕。本文以水性環(huán)氧樹脂乳液及其固化劑作為成膜物質(zhì)體系，以5號(hào)玻璃鱗片為主要防腐蝕顏料，制備了水性環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料，研究了玻璃鱗片的表面處理工藝、粒徑以及其含量對(duì)于涂層性能的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1原材料和實(shí)驗(yàn)儀器
1.1.1主要原料
水性環(huán)氧乳液及其固化劑：國產(chǎn)；玻璃鱗片：國產(chǎn)；*KH550、KH560、KH570：荊州市江漢精細(xì)化工有限公司；鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-311、NDZ-201：南京曙光化工集團(tuán)公司；分散劑681F、分散劑5040、消泡劑A34：深圳海川化工科技有限公司；潤濕劑X-405：羅門哈斯公司；成膜助劑Texanol：國產(chǎn)；防閃銹劑：國產(chǎn)；流平劑BYK-346：德國畢克化學(xué)公司；觸變劑N-20：德國瓦克；增稠劑WT-10：德謙化學(xué)。
1.1.2實(shí)驗(yàn)儀器
JSF-400型攪拌砂磨分散多用機(jī)：上海普申化工機(jī)械有限公司；QHQ型涂膜鉛筆劃痕硬度計(jì)：天津市精科材料試驗(yàn)機(jī)廠；QCJ型漆膜沖擊器、QTX型漆膜柔韌性測定器、QFH型漆膜劃格器：上海現(xiàn)代環(huán)境工程技術(shù)有限公司；JSM-6380型掃描電鏡：日本電子公司。
1.2水性玻璃鱗片涂料的制備
1.2.1玻璃鱗片的表面處理
對(duì)玻璃鱗片進(jìn)行表面處理，本實(shí)驗(yàn)分別采用了以下3種方法：
(1)*浸潤法：分別將*KH550、KH560、KH570配制成20%的乙醇溶液和20%的水溶液，常溫下靜置1h以上，然后分別取適量的玻璃鱗片，加入溶液中使玻璃鱗片全部浸潤其中10min以上，之后在90℃的烘箱中烘烤40min，烘干待用。
(2)鈦酸酯偶聯(lián)劑浸潤法：先將玻璃鱗片用5%的NaOH溶液在70℃下浸泡30min，再水洗至pH值為7～8，然后在室溫下用15%的鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-311、NDZ-201的汽油溶液浸泡30min，過濾后在90℃烘干待用。
(3)*直接摻混法：在涂料制備過程中，在加入水性環(huán)氧乳液之后分別加入*KH550、KH560、KH570，中速分散5～10min，使*和乳液充分混合均勻，之后加入玻璃鱗片，使偶聯(lián)劑粘附到玻璃鱗片表面上對(duì)玻璃鱗片進(jìn)行表面處理。
1.2.3制備工藝
按表1的量，在水中加入潤濕劑、分散劑、消泡劑、成膜助劑，低速分散幾分鐘，然后加入水性環(huán)氧乳液和偶聯(lián)劑，中速攪拌10min左右，之后加入適量(進(jìn)行過表面處理的)玻璃鱗片，在高剪切力作用下砂磨分散30～40min，加入消泡劑，攪拌幾分鐘進(jìn)行消泡，然后加入流平劑、緩蝕劑和增稠流變劑等其他助劑，中低速攪拌，充分混合均勻，即制備得水性環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料組分A。施工使用時(shí)，將A組分和B組分(固化劑)充分混合，熟化一定時(shí)間即可施工。
1.3漆膜制備和性能測試
將A、B兩組分按照一定比例混合均勻，熟化一定時(shí)間后按照GB/T1727—1992標(biāo)準(zhǔn)制備以后，常溫靜置養(yǎng)護(hù)7天后，按照表2所列各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)測試其各種性能。
2結(jié)果與討論
2.1玻璃鱗片的不同表面處理工藝對(duì)于涂層性能的影響
使用表面處理劑對(duì)玻璃鱗片進(jìn)行表面處理，一是保護(hù)玻璃鱗片表面不受侵蝕，二是為了提高玻璃鱗片與樹脂的粘結(jié)力，使固化后的膜層形成堅(jiān)實(shí)的整體膜，使用的處理劑如同在樹脂與玻璃鱗片之間形成了“分子橋"，將兩種性質(zhì)不同的材料牢固的連接在一起，比未經(jīng)處理的玻璃鱗片配制的涂料性能要高出許多[5-7]。本實(shí)驗(yàn)分別選用*KH550、KH560、KH570和鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-311、NDZ-201分別利用浸潤法和直接摻混法對(duì)相同用量的玻璃鱗片進(jìn)行表面處理，然后配制成玻璃鱗片涂料，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制備樣板進(jìn)行性能測試，對(duì)玻璃鱗片的表面處理效果進(jìn)行對(duì)比。80目的玻璃鱗片經(jīng)過不同的表面處理工藝處理之后制備成的涂層部分性能比較如表3所示；其相應(yīng)的耐腐蝕性能比較如表4所示。由表3可以看出：與未經(jīng)過任何處理的空白玻璃鱗片涂料相比，使用偶聯(lián)劑處理之后的玻璃鱗片涂料，在物理機(jī)械性能上呈現(xiàn)出比較大的差別。利用*KH560直接摻混法處理的玻璃鱗片涂料機(jī)械性能明顯提高了很多；而有的表面處理工藝處理過的玻璃鱗片涂料性能則出現(xiàn)了下降，說明這些表面處理工藝方法并不適用于水性環(huán)氧樹脂和玻璃鱗片這一體系。在防腐蝕性能方面，大多數(shù)用偶聯(lián)劑處理之后的玻璃鱗片涂料比未經(jīng)任何處理的空白玻璃鱗片涂料有了較大的提高，尤其是利用*KH560直接摻混法處理玻璃鱗片效果，這說明*KH560直接摻混法這種表面處理工藝比較適用于這一體系。未經(jīng)任何處理的空白玻璃鱗片涂料和利用*KH560直接摻混法處理之后的玻璃鱗片涂料的涂層的SEM照片分別如圖1中a、b所示。從圖1中的照片對(duì)比可以看出，未經(jīng)任何處理的空白玻璃鱗片在樹脂基體中的漂浮性相對(duì)比較差，玻璃鱗片在基體中的取向排列程度較低，鱗片之間沒有能夠形成比較好的搭接，造成涂層內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的不均一，因此其對(duì)應(yīng)的涂層的抗?jié)B透能力必然不好，這樣就造成了涂層的各種防腐蝕性能較差。
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