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抗渗透酚醛环氧涂料的研制(上):研究分析了酚醛环氧树脂、固化剂类型、玻璃鳞片片径,中国建材网,cnprofit.com
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抗渗透酚醛环氧涂料的研制(上):研究分析了酚醛环氧树脂、固化剂类型、玻璃鳞片片径
2020年09月10日    阅读量:647    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

0 前 言

甲醇、乙醇、甲基乙基酮是化工行业的基础原料,其分子量低、极性强、渗透性强,对常见的钢质储罐有强的腐蚀性,因此需要对钢质储罐进行涂层防护。早期此类防腐一般使用酚醛清漆酚,但在使用过程中发现涂膜耐受性较差,经液体介质浸泡后涂膜附着力下降较快,涂膜容易出现鼓泡现象,防腐作用失效,导致储罐腐蚀等安全隐患。


随后,市场部分储罐采用无机富锌体系(硅酸盐类)进行罐内防腐,但仅限于精炼产品,若是粗制产品,含有大量的水等杂质,容易与涂膜中的锌反应,涂层防护期大大缩短,且无机富锌涂料的机械性能差,涂装过后容易龟裂,影响储罐防腐效果中国建材网cnprofit.com


目前在化工储罐中使用最多的双酚A环氧涂料,一般用于原油、汽油和柴油等油品储罐的防腐,若用于贮存甲醇、乙醇、甲基乙基酮等具有强渗透性的介质时,连续贮存不能超过60 d,否则涂膜容易产生鼓泡、开裂破坏。


酚醛环氧涂料是由酚醛型环氧树脂和特种胺固化剂组成,涂膜具有较高的交联密度,因此耐渗透性能较传统的双酚A环氧涂料更为优异。


本研究以多官能团的酚醛环氧树脂、耐渗透性能优异的胺类固化剂为成膜物质,环氧活性稀释剂为增韧降黏剂,玻璃鳞片为屏蔽性功能填料,制备了一种抗渗透性能优异的高固体分酚醛环氧涂料,探讨了不同类型固化剂对有机溶剂介质和酸碱溶液介质的抗渗透性能以及玻璃鳞片片径和含量对涂膜抗渗透性能的影响。


1 实验部分

1.1 主要原材料及设备

酚醛改性环氧树脂,江苏三木;改性环氧固化剂,赢创;玻璃鳞片,国产;活性稀释剂,上海众彦;助剂:有机膨润土、润湿分散剂、消泡剂、流平剂等,毕克化学;颜填料:钛白粉、云母粉、滑石粉等,国产。

高速分散机:BGD 750/1,标格达;涂膜冲击试验仪:QCJ-120A,天津科信;铅笔硬度计:BGD 507,标格达;磨耗仪:JM-V,上海现代;附着力测试仪:PositestAT附着力测试仪,Defelsko;高低温湿热交变试验箱:

LRHS-225B-LJS,上海林频仪器;盐雾试验箱:Q-FOG盐雾箱。

1.2 涂料配方及制备工艺

抗渗透酚醛环氧涂料配方见表1。

抗渗透酚醛环氧涂料的研制(上):研究分析了酚醛环氧树脂、固化剂类型、玻璃鳞片片径 中国建材网,cnprofit.com

抗渗透酚醛环氧涂料配方

制备工艺:

甲组分:按照配方中各组分的含量称取各组分,将称取的酚醛改性环氧树脂、活性稀释剂、助剂、溶剂加入到分散罐中,在1 000~1 500 r/min的分散速度下连续分散10~20 min,然后向分散罐中加入称取的玻璃鳞片、颜填料,以2 000~2 500 r/min的分散速度继续分散20~30 min得到甲组分。


1.3 测试样板制备

铅笔硬度、附着力测试、耐湿热、耐盐雾、耐介质浸泡使用120 mm×70 mm×0.5 mm的碳钢板,喷砂除锈达到Sa2.5级,表面粗糙度50~80 μm,无气喷涂2道,总涂层厚度为(250±20) μm,2道间隔时间为24 h,制作好的样板在室温下养护7 d完全固化后进行测试。

柔韧性、耐冲击强度使用120 mm×50 mm×0.2mm马口铁板,表面用砂纸打磨,刷涂厚度为(23±2)μm,涂漆的样板在25 ℃养护48 h后进行测试。


2 结果与讨论

2.1 树脂的选择

酚醛环氧树脂是由酚醛树脂与环氧氯丙烷在酸催化下缩合反应生成的线型聚合物,它兼有酚醛树脂和双酚A型环氧树脂的优点。其结构如图1所示。

酚醛环氧树脂结构

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传统双酚A环氧树脂一般平均官能度为2,液体酚醛环氧树脂的平均官能度2.5~3.9,因此酚醛环氧树脂与环氧固化剂反应得到的涂膜交联密度更高,抗渗透性能更好。但是,随着官能度的提高,酚醛环氧树脂的软化点升高,黏度增大,制备涂料时,需要加入较大量稀释剂以实现良好的施工性能,从而导致产品VOC含量较高,不符合环境友好要求,应用受限。

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常用液体酚醛环氧树脂参数如表2。

液体酚醛环氧树脂参数

F51树脂较F44树脂相比,环氧值略高,形成的涂膜具有更高的交联密度;同时,F51树脂具有较低的软化点和黏度,可减少溶剂的使用量,施工性能更好。因此,综合考虑涂膜的抗渗透性能,涂料体系的黏度和VOC的排放,选择F51酚醛环氧树脂作为树脂基料。


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