无溶剂环氧涂料以低黏度双酚F环氧树脂为基料,添加高耐磨颜填料及助剂等,以改性脂肪胺、硅氧烷等为固化剂,具有厚涂、固化速度快、耐磨性优异、附着力强、耐盐雾性优异、耐阴极剥离性良好等特点,目前广泛用于城市管道防腐、埋地管道防腐补口、埋地管道大修等重防腐领域。
1·各组分对涂料性能的影响
1.1环氧树脂的影响
环氧树脂具有优良的附着力和低收缩率,对水、中等酸、碱和其他溶剂具有良好的耐蚀性和抗渗透性,可以与多种固化剂配合使用,成膜性好,与各种树脂、填料和助剂良好地混溶而配制成一系列常用的水性化和厚膜化等环保型重防腐涂料。通过一系列的物理和化学改性,可以改善其耐候性差、易粉化、高温下承受强腐蚀介质(强酸、碱和溶剂)能力差等缺点,奠定了其在重防腐涂料中的主导地位。
环氧树脂对涂层性能影响较大,要一次形成较厚的涂层,不仅要考虑涂料的触变性能,同时应注意涂料的固含量、黏度以及厚膜涂料的柔韧性、附着强度等。相对分子质量较大的环氧树脂,由于其固含量较低,虽然涂层的柔韧性及防腐蚀性较好,但一次成膜较薄;虽然可以提高涂料的固含量,但**后形成的涂层较脆,耐冲击性能较差,而且在触变剂相同的条件下,采用该类树脂,施工过程中更容易流淌,对形成厚膜不利。
郭晓军等人[4]开发了一种以低黏度双酚F环氧树脂为基料,添加片状高耐磨颜填料及助剂等,以改性脂肪胺为固化剂的无溶剂环氧防腐涂料。双酚F环氧树脂除具有双酚A环氧树脂的所有优良特性外,其黏度远低于双酚A环氧树脂,因此在使用过程中不需要加入溶剂或活性稀释剂,操作更方便,固化后漆膜的力学性能更佳,具有更好的耐溶剂性,避免了由于加入溶剂或稀释剂,而使漆膜出现针孔、脆性大等弊病。但双酚F环氧树脂价格要比双酚A环氧树脂高,综合考虑涂料成本与性能,经过试验确定双酚F环氧树脂含量占总量的35%~50%时,性价比**高。
1.2固化剂对涂料性能的影响
环氧树脂优异的性能只有与适宜的固化剂配用后才能体现出来,使用不同的固化剂,环氧树脂所呈现的性能差别很大,固化剂的结构与品质将直接影响环氧树脂的应用效果。
黄丽等人[5]选用低黏度环氧树脂制备无溶剂防腐涂料,通过正交实验得到耐酸性较好的优化配比。分析出当固化剂用量为理论用量的95%时涂层耐酸性**好。当固化剂用量偏少时,环氧树脂固化不完全,而固化剂过量时固化剂未完全反应,这两种情况下形成的固化体系的空间结构都不如环氧树脂和固化剂完全反应时形成的固化体系的空间结构致密。
1.3颜料的种类、用量及粒度对涂料性能的影响
颜料对涂料的贮存稳定性、施工性及涂膜的物理机械性能等有较大影响,对涂膜的吸湿性及阻燃性也有一定影响。涂料中颜料的用量对涂层的物理性能也有一定的影响,要求无溶剂环氧涂料一次涂覆便达到一定的厚度,应加入足够量的颜料,但其用量过高时,涂层的抗冲击性迅速下降,涂层的光泽、致密性也会下降,同时还要保证颜料体积浓度相对较低。由于要求一次成膜厚度超过1 000μm,应选择较细的颜料。试验研究发现,当颜料细度在800目以上时,涂层的抗流挂性显著提高。
王犇等人[6]以磷酸锌为主要防锈颜料,协同云母氧化铁,制备了无溶剂型环氧防腐涂料。研究表明(表1):各种涂层均具有良好的物理性能,干燥时间不超过24 h;与金属底材具有良好的附着力,均达到1级;耐冲击性均大于50 cm。黏度随着磷酸锌用量的增加略有增大,可能与颜料的粒径有关。由于磷酸锌的粒径较小,表面积很大,能够吸附较多的成膜物质,降低了涂料的流变性,从而增加了涂料的黏度。云铁与磷酸锌质量比为1∶1和1∶4的涂料黏度有所下降,可能是由于此时云铁与磷酸锌发生了协同作用,细度较小的磷酸锌很好地分散在云铁的空隙中,挤出了一些成膜物质,使得涂料黏度有所下降。
1.4填料的影响
填料的选用,主要考虑屏蔽性、耐介质性以及吸油度。如云母粉的片状结构,能很好地赋予涂层屏蔽性和力学性能,且耐介质性好,吸油度较高,容易增加体系的黏度;沉淀