為何選擇環(huán)氧樹脂-胺固化體系做防腐底漆?
為何選擇環(huán)氧樹脂-胺固化體系做防腐底漆?
人們利用涂層隔離水分、氧氣、離子等腐蝕因子,以產(chǎn)生長效防腐的效果,在世界上已經(jīng)有悠久的應(yīng)用歷史和應(yīng)用經(jīng)驗。
一般通過噴涂、刷涂等施工方法將涂料附著在金屬底材上固化,金屬底材包括碳鋼、鑄鐵、鋁合金、鈦合金等等 。為了增強附著力,金屬底材一般都需要經(jīng)過物理或化學(xué)的表面處理工藝,以去除粉塵、油脂、鐵銹、疏松層,形成粗糙界面。
粘接強度是個關(guān)鍵性的影響因素,只有解決了底漆的附著力問題,中涂層和面漆才能起到相應(yīng)的效果。涂層使用過程中,面臨著不斷變化的氧氣、水、離子等大氣環(huán)境的不斷侵蝕和破壞,其透過粘接界面滲透的可能性很大,這樣給防腐涂料的耐久性提出了一個嚴(yán)峻的課題。選擇哪種樹脂能解決這個問題?
環(huán)氧樹脂在國民經(jīng)濟各行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,防腐涂料領(lǐng)域一般選擇用環(huán)氧樹脂來制成底漆,那是為什么?
要搞懂這個問題,我們得從防腐涂料的應(yīng)用要求和環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)來分析:
防腐涂層需要跟金屬底材產(chǎn)生較強的界面粘接強度,涂層和界面具有憎水性、耐酸堿耐溶劑耐鹽霧耐腐蝕,耐久性好,耐濕熱、耐老化。
1、 環(huán)氧體系的結(jié)構(gòu)具有較好的耐腐蝕性
1.1雙酚A的苯環(huán)結(jié)構(gòu)提供了體系的剛性、耐酸堿性、耐水性和耐溶劑性、耐鹽霧性等。
1.2醚鍵的結(jié)構(gòu)提供的體系較好的耐堿性和耐久性。
2、 可提高附著力
2.1環(huán)氧分子結(jié)構(gòu)中含有羥基,較高聚合度的雙酚A環(huán)氧羥基含量更高,有利于跟極性界面形成氫鍵,從而提高附著力。
2.2使用胺類(叔胺除外)作為固化劑,每反應(yīng)1摩爾活潑氫產(chǎn)生1摩爾羥基,一個伯胺產(chǎn)生兩個羥基,多氨基結(jié)構(gòu)的固化劑分子產(chǎn)生更多的羥基,這樣有利于提高附著力。
2.3方便通過胺類固化劑分子結(jié)構(gòu)的調(diào)整,接入長碳鏈和苯環(huán)結(jié)構(gòu),產(chǎn)生結(jié)構(gòu)增韌的效果,可以提高涂層抗沖擊和剝離強度。
2.4可通過外加增韌劑或者復(fù)配彈性環(huán)氧樹脂,提高涂層抗沖擊和剝離強度。
2.5較好的附著力、剝離強度和憎水性,有效阻止水、氧氣、離子通過界面滲入的趨勢。
3、三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的耐熱體型高分子結(jié)構(gòu)提高耐久性
3.1通過配合疏水性的功能性固化劑,環(huán)氧致密的固化涂層疏水性較強,有效阻止水、氧氣、離子通過漆面和界面滲入的趨勢。
3.2較高的Tg和彈性模量以及疏水性,降低較高溫度下材料的老化速度,提高濕熱條件下的耐久性。
3.3較高的Tg和彈性模量,產(chǎn)生抵抗水分滲透壓差導(dǎo)致的變形和起泡傾向。
3.4較高的濕粘接強度,阻止水分、氧氣和離子從界面進(jìn)一步滲透的傾向。
3.5故結(jié)構(gòu)增韌的多氨基固化劑,憎水性強,涂膜更加致密,具有更高的剝離強度和附著力。
當(dāng)然,環(huán)氧樹脂也有其缺陷,不飽和的苯環(huán)結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致紫外光環(huán)境下變色,醚鍵容易導(dǎo)致太陽暴曬下粉化,分子斷鏈,強度衰減,所以一般不使用環(huán)氧樹脂作為室外使用的面漆使用。
綜合環(huán)氧樹脂和聚氨酯、丙烯酸、聚脲、醇酸、聚酯、氨基等樹脂的比較,沒有哪種樹脂體系中及固化后能帶來大量的羥基跟底材產(chǎn)生有利于粘接強度的氫鍵.當(dāng)然,較多的極性基團(tuán)可能導(dǎo)致界面吸水性增強,但通過配合多官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)增韌型固化劑,引入疏水的多環(huán)式結(jié)構(gòu)和長碳鏈,控制分子的規(guī)整性,增強界面的憎水性和涂膜的致密度,可有效阻止腐蝕因子的滲透。而其余樹脂體系要不親水性較強,要不具有跟水分的反應(yīng)性,且收縮率較大,應(yīng)力導(dǎo)致涂層起泡破壞的可能性大增。
綜合而言,環(huán)氧樹脂才是最合適的防腐涂料的底漆材料!