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公布日期:[2013-11-12]  浏览:[1602]次

    涂覆防侵蚀涂料是金属防护的重要手腕之一。现在市卖的防侵蚀涂料重要为溶剂型涂料系统,从节能、环保的角度思索,涂料水性化是近年来研讨范畴存眷的热点[1]。水性防侵蚀涂料具有毒性相对较低、气息小、施工取消费安全性高档特性。现在,水性防侵蚀涂料已正在修建装潢,汽车、船舶和集装箱制造,铁路机车,航空航天,交通桥梁等范畴运用。本文便水性防侵蚀涂料的研发近况取发展趋势做扼要概述。
    1·水性丙烯酸涂料
    现在很少研讨单组分纯丙系统,一样平常经由过程差别功用单体对纯丙系统停止改性,如接纳苯乙烯改性,造得的丙烯酸/苯乙烯聚合物系统可配制坚固的防侵蚀涂料。YanaiHidenor等人[4]接纳含环氧基和羟基的丙烯酸酯类单体先聚合,造得聚丙烯酸酯中间体,再取露缩水甘油基和可水解硅烷基的低聚硅氧烷缩合回响反映,造得涂膜致密的单组分高温固化硅丙涂料,其耐水性、耐候性、耐高温性、拉伸强度皆有明显进步。美国Rohm&Hass公司开辟的水性单组分环氧/丙烯酸涂料系列MAINCOTEAE-58[5],以环氧树脂E-12为基料,过氧化苯甲酰(BPO)作为激发剂,正在丙烯酸聚合中将环氧树脂接枝到丙烯酸酯份子链中,且环氧基不开环,固化回响反映为双键加成反应,所得单组分乳液稳定性好,储存时间长,涂膜致密,耐水性佳、耐磨性和耐候性好,光芒度下。德国不久前也开辟出一种新型机能优秀的防锈漆,是一种环氧改性的丙烯酸防侵蚀涂料。
    我国的学者、研发工作者对丙烯酸酯的研讨也从未中断。潘祖仁等人[6]研讨了某些露氨基的高聚物作为交联剂的聚合物乳液,如氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等,涂膜具有优秀的致密性、耐水性、耐候性、保色性和保光性。杨新革[7]选用丙烯酸和丙烯酸正丁酯自由基聚合,造得丙烯酸酯乳液,并到场纳米TiO2,造得水性纳米丙烯酸抗菌涂料,具有优秀的防腐蚀性、耐候性、耐菌性和耐溶剂性,抗污能力强。
    海宁市海龙化学义务有限公司研制的B13-11水性丙烯酸镜背防腐涂料是一种优秀的防侵蚀涂料,它的防护周期少,耐老化性优秀。唐文静等人[8]分解的露氟丙烯酸聚酯以丙烯酸齐氟烷基酯为功用单体,接纳预乳化半一连聚合法分解氟改性的丙烯酸树脂,将氟元素引入丙烯酸酯的主链或侧链,配制的涂料显现优秀的耐化学品性、耐高温性、拉伸强度和防腐性。现在,水性丙烯酸防侵蚀涂料曾经普遍用于钢材、镀锌件、铝材、混凝土、木料等范畴的防腐。
    2·水性环氧涂料
    水性环氧防侵蚀涂料的研讨阅历了几个阶段:第一代水性环氧系统间接用乳化剂停止乳化,重要以聚乙烯醇为乳化剂,并最先研讨用多酰多胺取环氧化合物的加成物、聚乙氧撑醚等作为乳化剂。
第二代水性环氧系统是接纳含环氧基的水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂,并泛起自乳化型环氧树脂。第三代水性环氧系统是由美国壳牌公司经多年研发胜利的,那一系统的环氧树脂和固化剂皆接上了非离子型表面活性剂,由其配制涂料的性能指标可到达或凌驾溶剂型涂料。
    从20世纪70年月最先,外洋曾经络续有新的分解手艺及防侵蚀涂料产物推出,如德国Henkel公司的水性环氧树脂系列WATERPOXYl401、1455等,水性环氧固化剂WATERPOXY751、755等;美国Shell公司的EPIREZ3510-W-60及EPI-REZW-5l等;美国DEVOEMAREN涂料公司的Devran230、240QC和Devchem252和Devran188都是行之有效的无溶剂环氧树脂的代表[9-11]。
    我国许多高校和科研院所对水性环氧防侵蚀涂料停止了研讨,好比江苏兰陵化工研发的水性环氧防侵蚀涂料,由环氧树脂、改性树脂、酚醛树脂、特种防锈颜料、填料、助剂等构成,属于环保型涂料。中科院广州化学研究所王永珍等人[12]应用二乙烯三胺作为隐蔽型固化剂,制备成双组分环氧涂料,其固含量为40%~50%,固化温度为40~50℃,漆膜自干快,具有优秀的柔韧性、摆杆硬度、附着力和热学机能。华南理工大学宋蓓蓓等人[13]用超支化树枝状聚酯BoltornTMH20(B-OH)取乙酰乙酸叔丁酯(t-BAA)停止酯交流回响反映,制备成乙酰乙酸启端的B-OH,使得BBA的乙酰乙酸基的亚甲基发作接枝共聚回响反映,分解了以BBA为核的超支化聚合物,使涂膜具有更高的交联度、更高的玻璃化温度、更好的热稳定性,从而使涂料具有优秀的防腐性。燕山大学任宇红等人[14]用自乳化法制备了丙烯酸酯改性水性环氧树脂,漆膜的致密性好,防腐蚀性、耐候性、耐水性和拉伸强度皆比已改性的有明显进步,并曾经最先用于石油化工、冶金、五金交电、汽车、船舶等范畴的防腐。
    3·水性无机富锌涂料
    水性无机富锌防腐涂料阅历了70余年的生长进程,重要有3个阶段[15]:第一阶段,热固化无机富锌涂料。无机富锌涂料最早降生于20世纪30年月的澳大利亚,其发明人是工程师Victoe Nightingale。第二阶段,后固化无机富锌涂料。无机富锌涂层的处置惩罚工艺于1949年被引见到美国,并于1952年开辟胜利后固化无机富锌涂料。第三阶段,自固化无机富锌涂料。跟着对锌/硅酸盐化学研讨的深切,开辟了具有自固化特性的水性富锌涂料,即没必要喷洒后固化液,固化后也不必另行消灭涂层外面固化回响反映产品,而自固化后的涂层硬度又取后固化的涂层硬度相称。
    John B Schutt[16]从20世纪90年月最先停止了一系列的研究工作,制备成可商业化运用的水性无机富锌涂料。澳大利亚Morgan-Wyalla油管,长达250km,接纳水性无机富锌防腐涂料,结果很好。以色列、韩国接纳环氧富锌底漆替代热喷漆用于地下管道防腐,也与得了优越结果。
    正在我国,天津化工研究院自20世纪80年代初最先对水性硅酸锂富锌涂料停止研发并使之工业化,成为我国最早消费、推行、运用该产物的单元之一。90年月起,我国自行研制的水性无机富锌涂料得到了长足生长,如上海高科推出的LW-I型无机富锌涂料、天津灯塔的E53851、重庆三峡的E06-1、武汉当代的E777-1、台湾的TC-799等。
现在,我国对水性无机富锌涂料的研讨重要是正在其改性研讨上,华南理工大学彭刚阳等人[17]接纳低模数硅酸钾溶液、碱性硅溶胶为主要原料,以有机硅氧烷作为改性剂,制备成稳固的高模数硅酸钾溶液,配制成粒径匀称、储存稳固、耐水性和耐候性优秀的下机能无机富锌涂料。天津大学[18]研发的水溶性硅酸锂富锌涂料具有耐高温、耐候、导静电、长效防侵蚀等特性。山东大学吴波[19]以水溶性硅酸锂-硅酸钠、硅酸锂-硅酸钾、硅酸锂-甲基硅酸钠、硅酸锂-甲基硅酸钾4种硅酸盐复合物作为基料,经由过程剖析和研讨,开辟出一条新的制备硅酸锂富锌涂料的工艺道路,制成耐高温、附着力好、耐盐雾性优秀的无机富锌涂料。扬州市金陵特种涂料厂研制的ET-98无机磷酸盐富锌涂料属国内创始,制备的涂层坚牢,耐磨性、耐油性、耐水性和耐热性优秀,对玄色金属表面具有优秀的隔热和阴极保护感化。
    水性无机富锌涂料普遍适用于陆地大气、高温等种种情况下的钢结构,如陆地平台、船舶、集装箱、大型钢铁构件、输油管线、种种化学贮槽内衬的长效防腐。
    4·水性聚氨酯涂料
    正在聚氨酯树脂中,除含有大量的氨酯键外,另有脲键、酯键、醚键、酰胺键等,这些特别的键构造付与涂层优秀的黏结性、耐磨性、柔韧性、回弹性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光芒等,从而集装饰性取防腐性于一体。20世纪90年月,Jacobs胜利开辟出能疏散于水中的多同氰酸酯固化剂,从而使单组分水性聚氨酯防侵蚀涂料进入适用研讨阶段。美国ARCO化学手艺公司,接纳露反复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇单位的水份散聚合物、TDI、HDI等多同氰酸酯开辟了单组分聚氨酯涂料,具有卓着的柔韧性、机器强度、耐磨性、耐化学品性和耐久性。
    S.S.Pathak等人[20]用有机硅MTMS(甲基三甲氧基硅烷)和GPTMS(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)改性水性聚氨酯涂料,加强了水性聚氨酯涂料的弹性和机器应力,其降解温度降低到约206℃,热稳定性获得较大的进步,使其适用于航天、陆地、汽车等范畴的防腐。
    正在我国,华东理工大学[21]借助DSC、FTIR等要领议论了扩链剂对聚氨酯脲-散甲基丙烯酸甲酯水份散液的份子链结构和机能的影响。孙道兴等人[22]以环氧树脂取露硅的聚氨酯树脂接枝共聚造得水性聚氨酯,再以其去改性环氧丙烯酸树脂作为防侵蚀涂料的基料,钛铁粉为防锈颜料,造得综合机能优秀的水性防侵蚀涂料。吴校彬等人[23]经由过程原位乳液聚合制备了用环氧丙烯酸树脂两重改性的水性聚氨酯乳液,乳液储存期凌驾10个月,耐冻融轮回凌驾5次,涂膜摆杆硬度凌驾0.7,拉伸强度大于10MPa,耐水性、耐酸碱性、耐溶剂性和防腐性皆比已改性的有明显提高。合肥工业大学的吕建平传授[24]接纳低聚聚酯多元醇和甲苯二同氰酸酯(TDI)回响反映,用新戊二醇(NPG)和三羟甲基丙烷(TMP)等小份子扩链,接纳二羟甲基丙酸(DMPA)引入亲火基团,最初接纳TEA(三乙醇胺)中和,正在快速搅拌下疏散,造得具有优越储存稳定性、耐水性和物理性能的聚酯型水性聚氨酯,并曾经用于室外场地铺装的防侵蚀涂料。金沙国际娱乐官网
    现在水性聚氨酯涂料曾经普遍应用于飞机、船舶、车辆、建筑物的外面防腐涂装,和其他一些要求较下的外面防腐涂装范畴。
    5·存在的题目和手艺意向
    经由研发工作者们多年的勤奋,
水性防侵蚀涂料曾经与得了很大前进和生长,现在水性防侵蚀涂料存在题目和以后的手艺走向,重要有以下几个方面:
    (1)现在水性防侵蚀涂料广泛存在固含量低的瑕玷,固含量低将使生产厂家的本钱加大,因而,开辟下固含量的防侵蚀涂料是科研工作者的重点。
    (2)单一系统的防侵蚀涂料功用对照单一,正在应用上存在一些瑕玷,研发两种大概两种以上系统的复配防侵蚀涂料,能够增添涂料的多功能性,并可补充单一系统防侵蚀涂料的瑕玷。
    (3)涂料机能有待进步。经由过程研讨水性涂料成膜交联机理,寻觅新型交联剂、添加剂,使树脂具有更好的致密性,从而进步涂料的机械性能;研讨乳液聚合道理,寻觅新型乳化剂,使乳液聚合越发匀称,单体转化率更高,削减传统乳化剂用量,进步涂料的耐水性。
    (4)不断更新和革新消费工艺流程及消费装备,对消费职员停止专业培训。
    (5)施工机能有待进步。水性涂料对底材外面干净度和施工历程的要求较下,果火的表面张力大,以是污物易使涂膜发生缩孔。水性涂料匹敌强机器作用力的疏散稳定性差,运送管道内的流速急剧转变时,疏散微粒被紧缩成固态微粒,使涂膜发生麻点。
    (6)水性防侵蚀涂料从根本上说是借助于成膜树脂的亲水化。树脂亲水化路子有自乳化取中乳化两种。不管哪种路子皆必需引进露亲水性官能团的物资,正在自交联系统中,涂料成膜一样平常亲火官能团仍然游离,并没有交联转化成疏水链段,如许不可避免会影响涂膜的耐介质性、耐腐蚀性等机能。怎样将这些亲火官能团正在成膜后转化为疏水基团是当前研究工作需求高度存眷的题目之一。
    (7)环保方面有待进步。因为水性系统中运用了乳化剂和其他小份子助剂,能够对情况存在肯定的影响,有待寻觅新型下机能乳化剂和其他助剂使涂料正在运用历程中越发环保。
    跟着国度各项环保法例的出台和人们环保认识的加强,包孕水性防侵蚀涂料在内的水性涂料皆有着辽阔的生长和运用远景,我们将正在前人研讨的基础上,进一步拓宽研讨范畴,对低外面处置惩罚的水性涂料、耐高温水性涂料停止越发深切的探究。
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