环氧防腐漆之腐蚀性
导读:环氧防腐漆之腐蚀性:是能源损失、材料浪费的主要原因。据报道,每年因腐蚀造成了全球1/5的能源和4.2···
环氧防腐漆之腐蚀性:是能源损失、材料浪费的主要原因。据报道,每年因腐蚀造成了全球1/5的能源和4.2%的GNP损失,在美国每年因为腐蚀造成的经济损失达1千多亿美元。而避免材料腐蚀的常用的方式就是使用保护层或涂刷涂料。由于环氧树脂含环氧基等特殊结构,其附着力强、耐腐蚀性能好,故而在涂料中使用的防腐性能优越,因此其被广泛的应用于水性防腐涂料中的制备。水性环氧防腐涂料的基料主要由疏水性的环氧树脂和亲水性的胺类固化剂双组分组成。其中环氧树脂的乳化、环氧树脂与固化剂的配比及其相容性直接影响着涂料的防腐性能。而新型水性防腐涂料的制备中,主要是对基料和颜填料的特性进行考虑使其有效的应用于涂料。
1基料在涂料中的防腐机理及研究现状基料在涂料中作为主要的成膜物质,对金属的防护机理主要有: (1)对腐蚀介质的物理屏蔽通过环氧树脂与固化剂间发生交联作用形成三维的网状结构,提高涂层的致密度,减少涂层的空隙,阻止或抑制氧气、水、电解质离子等透过涂膜,形成一种机械屏蔽。这种屏蔽作用使基体与腐蚀介质隔离,阻断了腐蚀电池的通路,进而降低了腐蚀介质向涂层与基材界面扩散,防止了腐蚀电池的形成而抑制了腐蚀活动的进行。
(2)漆膜的电阻效应涂层的成膜物质大多为高分子有机化合物,其绝缘性好,具有很高的电阻,能妨碍阳极或阴极与溶液间的离子的移动,在腐蚀电池的溶液中起到了介入高电阻的效应。
(3)附着力环氧组分的涂层与金属间有很强的附着力,使涂层的屏蔽作用的有效性增强,进而减缓腐蚀到达基材的速率,从而起到增强防腐能力的作用。近年来,水性环氧涂料在固化过程中残留在涂层中的亲水性乳化剂和交联剂影响涂料的耐化学腐蚀性能,对于水性环氧涂料的研究许多学者重点集中在采用各种方法对基料进行改性、优化配方和改善制备工艺条件,其中改性后的树脂乳液或固化剂使涂料的附着力和防腐等性能得到了显著的提高
目前市场上使用较多的水性环氧涂料主要是离子型的,由于该体系中存在着离子,使得水性环氧涂料易受环境pH值的影响而导致储存稳定不好,且易腐蚀基材。因此研究和开发非离子型水性环氧涂料是环氧涂料的发展趋势。邹海良等以低分子量亲水性的乙二醇二缩水甘油醚、十八胺为反应原料制备出了一种具有表面活性的自乳化非离子型水性环氧固化剂。其制备成本低廉、工艺简单、乳化效果好、粘度较低。当脂肪胺是三乙烯四胺(TETA)、含水量为30%~40%、胺氢与环氧摩尔比为0.8∶1~1.2∶1、固化温度在30~50℃时,用该固化剂制备的水性环氧涂料涂膜性能优异,且达到了国内外水性环氧涂料行业标准的要求,实用价值高。席发臣等合成了一种阴离子-非离子复合型反应型水性环氧乳化剂,在其中引入双酚A链段、羧基、环氧基,增强了其的乳化能力,且自身可参与固化反应,消除了该组分对水性环氧防腐涂料耐水性能的影响。用该乳化剂制得的水性环氧乳液粒径小,涂膜的固化程度高,涂层更加致密,制备的涂料的防腐性能较好。
2颜料在涂料中的防腐机理及研究现状环氧体系涂料中的颜料对金属基材主要有物理和化学两方面的防护效应:
(1)对腐蚀介质的物理屏蔽作用玻璃鳞片、云母鳞片等片层结构的的屏蔽性颜填料具有化学惰性、低透水性和强抗磨损特性,其能够在涂层中平行排列,而这种排列结构使水、氧气、电解质等腐蚀介质在涂层中的扩散路径变得更为曲折且扩散到基材所需的时间更长,阻止基材表面与腐蚀介质直接接触,避免了表面发生化学的或者电化学反应,从而防止形成腐蚀电池或抑制其的腐蚀活动。
(2)颜料的缓蚀和钝化作用磷酸锌、氧化铁红等活性颜料是防腐涂料的重要组成部分。此类活性颜料与金属表面发生化学反应,形成钝化膜,改变金属表面性能,使得腐蚀电池产生电极极化,降低腐蚀电池的电化学反应速率从而对金属的腐蚀起到有效的缓蚀与钝化作用,能有效的改善水性环氧涂料的附着力、吸水率、起泡行为和界面保护作用,从而增强防腐性能。
(3)阴极保护作用锌粉等金属粉有很好的化学活性,当在涂料中添加大量的锌粉等金属粉作为阳极时,涂层的电极电位相对于要保护的金属基材更负,此类活性颜料能在腐蚀电池中作为阳极首先被反应而牺牲,使得金属基材作为阴极而得到了保护。环氧漆厂家研究了不同比例的云母氧化铁/铝颜填料对环氧体系涂料防腐性能的影响。通过EIS、SEM等测试手段发现:只含有铝的涂料的性能比纯云母氧化铁的防腐涂料的性能好,而使用云母氧化铁和铝颜料的涂层的抗剥离性要好很多,当云母氧化铁和铝的含量分别为10%、90%时,涂料的防腐性能俱佳,原因是铝粒子比云母氧化铁更容易与OH-离子反应形成氢氧化铝的沉淀,且铝粒子能够降低电解质pH,从而提高涂层的防腐性能。
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