環氧樹脂
環氧樹脂涂料具有極佳的耐化學性和耐機械性,在金屬表面附著力良好。然而,缺點是其易發生光氧化反應,因此不能在戶 外使用。下表是具有防腐性能的固體環氧樹脂的匯總。
粉末涂料從原材料到加工過程都十分環保。本文介紹了幾種環 氧樹脂,用于粉末涂料能提供理想的防腐性能。此外,還非 常適合用于厚涂層涂料配方。防腐底漆,如環氧富鋅粉末底漆, 是最主要的應用領域。大多數環氧底漆上面均可用液體涂料或其 他粉末涂料作為面漆。
理論上,環氧樹脂的官能度是按照聚合物每一端有一個環氧 乙烷端基計算的。因此,以環氧當量(EEW)為基準,可以很容易地將環氧樹脂分為1 型、2 型等環氧樹脂。數字表示聚合物的環氧 乙烷端基之間的重復鏈節數。對于環氧粉末涂料,主要使用2 型 和3 型環氧樹脂(固體環氧樹脂)。比如,在2 型、3 型環氧樹脂 中添加4 型環氧樹脂可增加柔韌性。這是因為該數值越高,聚合 物主鏈就越長、環氧乙烷端基之間的分子量就越大。Erichsen 杯突 值可高達6 mm。
一個比較特殊的用途是在管道表面涂裝熔結環氧(FBE)粉末 涂料:固化劑是具有超高羥值的酚醛樹脂,適用于2型特種環氧樹 脂(表中第7種或第10種樹脂)。
涂料性能
固化劑的選擇和組合決定了涂料的防護性能。根據所采用 的固化體系,環氧樹脂固化可形成均聚物或雜聚物,或者同時形 成這兩種聚合物。均聚物來自單組分配方,例如,用DICY(雙氰 胺)作促進劑,環氧樹脂的自聚合。雜聚物來自雙組分配方,采 用酚醛樹脂或環氧胺加成物作為固化劑。均聚物的涂層較脆,且 未反應的固化劑對防腐性能產生不利影響:極易吸水。雜聚物是 固化劑簡單加成聚合的產物,最適合用于厚涂層涂料,因為在固 化過程中未放出小分子,這和縮聚反應一樣。完全固化需要的量 符合化學計量法則。環氧與酚醛類固化劑交聯時防腐性能最佳。
然而,使用促進劑(如咪唑類)可以按要求定制固化方案: 可以選擇在120 ℃進行低溫烘干。選擇合適的促進劑可以確保在 最合適的時間內完成固化。
供應商提供的許多母料都是采用聚丙烯酸酯流平劑或促進 劑,或同時使用這兩種產品預制而成。與未經改性的樹脂拼用是 一個良好的起點,可根據對配制涂料所要求的固化條件和最終性 能,確定最佳用量。顯然,配方設計師面臨的挑戰是要制定自身 的測試方案,才能用自己的一套測試方法對各種產品的性能進行 比較。
參考文獻
David M. Howell, Powder Coatings: The Technology, Formulation and Application of Powder Coatings, VCI Wiley
YouTube Videos關鍵詞:管道用FBE粉末涂料
以上綜述由涂料科學實驗室的奠基人Christina Kremers博士提 供。涂料科學實驗室旨在為涂料行業的整個工藝過程提供實驗室 配方和放大試驗服務、檢驗/見證服務、咨詢/故障排除、工藝優 化以及可行性研究。
聯系人
Christina Kremers博士
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