环氧树脂
环氧树脂涂料具有极佳的耐化学性和耐机械性,在金属表面附着力良好。然而,缺点是其易发生光氧化反应,因此不能在户 外使用。下表是具有防腐性能的固体环氧树脂的汇总。
粉末涂料从原材料到加工过程都十分环保。本文介绍了几种环 氧树脂,用于粉末涂料能提供理想的防腐性能。此外,还非 常适合用于厚涂层涂料配方。防腐底漆,如环氧富锌粉末底漆, 是最主要的应用领域。大多数环氧底漆上面均可用液体涂料或其 他粉末涂料作为面漆。
理论上,环氧树脂的官能度是按照聚合物每一端有一个环氧 乙烷端基计算的。因此,以环氧当量(EEW)为基准,可以很容易地将环氧树脂分为1 型、2 型等环氧树脂。数字表示聚合物的环氧 乙烷端基之间的重复链节数。对于环氧粉末涂料,主要使用2 型 和3 型环氧树脂(固体环氧树脂)。比如,在2 型、3 型环氧树脂 中添加4 型环氧树脂可增加柔韧性。这是因为该数值越高,聚合 物主链就越长、环氧乙烷端基之间的分子量就越大。Erichsen 杯突 值可高达6 mm。
一个比较特殊的用途是在管道表面涂装熔结环氧(FBE)粉末 涂料:固化剂是具有超高羟值的酚醛树脂,适用于2型特种环氧树 脂(表中第7种或第10种树脂)。
涂料性能
固化剂的选择和组合决定了涂料的防护性能。根据所采用 的固化体系,环氧树脂固化可形成均聚物或杂聚物,或者同时形 成这两种聚合物。均聚物来自单组分配方,例如,用DICY(双氰 胺)作促进剂,环氧树脂的自聚合。杂聚物来自双组分配方,采 用酚醛树脂或环氧胺加成物作为固化剂。均聚物的涂层较脆,且 未反应的固化剂对防腐性能产生不利影响:极易吸水。杂聚物是 固化剂简单加成聚合的产物,最适合用于厚涂层涂料,因为在固 化过程中未放出小分子,这和缩聚反应一样。完全固化需要的量 符合化学计量法则。环氧与酚醛类固化剂交联时防腐性能最佳。
然而,使用促进剂(如咪唑类)可以按要求定制固化方案: 可以选择在120 ℃进行低温烘干。选择合适的促进剂可以确保在 最合适的时间内完成固化。
供应商提供的许多母料都是采用聚丙烯酸酯流平剂或促进 剂,或同时使用这两种产品预制而成。与未经改性的树脂拼用是 一个良好的起点,可根据对配制涂料所要求的固化条件和最终性 能,确定最佳用量。显然,配方设计师面临的挑战是要制定自身 的测试方案,才能用自己的一套测试方法对各种产品的性能进行 比较。
参考文献
David M. Howell, Powder Coatings: The Technology, Formulation and Application of Powder Coatings, VCI Wiley
YouTube Videos关键词:管道用FBE粉末涂料
以上综述由涂料科学实验室的奠基人Christina Kremers博士提 供。涂料科学实验室旨在为涂料行业的整个工艺过程提供实验室 配方和放大试验服务、检验/见证服务、咨询/故障排除、工艺优 化以及可行性研究。
联系人
Christina Kremers博士
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电话:+49 202 94600850
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