原材料2
新戊二醇(NPG)、乙二醇(EG)、三羟甲基丙烷(TMP)、1, 4- 环己烷二甲醇(CHDM)、对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)、已二酸(ADA)、酯化催化剂、酸解剂、抗氧剂、HAA固化剂、二氧化钛、流平剂、安息香等均为工业品。 聚酯树脂的合成
按配方量将多元醇、多元酸和催化剂投入到装有蒸馏柱、搅拌器、温度计的 2L 反应器中,搅拌均匀。在氮气保护下,逐渐升温至 180~250 ℃缩聚反应一定时间,加入酸解剂调节酸
值,然后抽真空,控制聚酯终点,加入抗氧剂,降温,得到酸值、黏度符合要求的试样,分 别为树脂A、B、C、D。
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原料3
液体双酚 A 环氧树脂、双酚 F 环氧树脂: 南亚( 昆山) 环氧树脂有限公司; 活性稀释剂:
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迈图化工有限公司; 消泡剂: AFCONA; 分散剂: BYK; 改性酰胺基胺固化剂: 亨斯曼先进化工材料有限公司; 酚醛胺固化剂: 空气化工有限公司; 硅灰石长纤维: NYCO; 苯甲醇: 江苏强盛化工有限公司; 排水性助剂: 阿克苏诺贝尔化学。 样板制备
用于附着力( 画圈法) 、柔韧性、耐冲击性测试的样板均按照国标中的要求制备,涂膜采空气喷涂法,其膜厚均在( 20±3) μm; 用于耐磨性测试的样板按国标中的要求制备,涂膜采用空气喷涂法,其膜厚为200 μm,样板在常温下放置 7 d 后测试; 用于拉开法附着力测试的样板制备过程如下: 3 mm 钢板,样板表面除油喷砂处理,在水下刷涂后于水下环境中养护固化 7d[水温为( 23±2) ℃ ],取出样板擦干表面的水分后放置 24 h,采用双组分环氧胶粘剂做拉开法附着力测试,其刷涂厚度控制在 300 ~ 400 μm; 用于耐盐雾、耐 5%Na Cl、耐酸、耐碱以及抗阴极剥离实验的样板制备过程如下:
3 mm 钢板,样板表面除油喷砂处理以及对样板背面涂层保护处理,在水下分 2 道刷涂每道 300~400μm 后 于 水 下 环 境 中 养 护 固 化 7 d[水 温 为 ( 23 ±2) ℃ ],取出样板对样板进行封边处理后即可进行各种耐性实验,膜厚控制在 600~800 μm。2. 3 水下涂装方法目前水下涂装的方法主要有手工涂敷、镘涂、刷涂以及刮涂等方法,本研究中主要采用刷涂方法进行水下涂装,刷涂所用的工具为特制的涂装工具。该涂装工具的水下涂装机理为通过特制的喷头将涂料挤压到喷头前部的毛刷上,再在机械外力的作用下通过毛刷在水下基材上刷涂。
水下涂装性能是水下施工固化涂料的关键性能之一。 水下施工固化涂料的成膜过程大体如下:
( 1) 涂装时基于涂料本身的高黏度和疏水性,通过机械挤压作用将大部分水从被涂基材表面排挤开;
( 2) 固化剂( 润湿剂) 将残存于被涂表面的薄膜状水层吸入涂层内部; ( 3) 涂料固化过程中,进入涂层内部的水被挤出涂层; ( 4) 固化的涂层牢牢地附着在被涂表面上。
在涂装过程中首先要求涂料尽可能不与水混容,如果涂料与水的混容性比较强,则在施工过程中涂料容易散开; 其次,要求涂料在亲水与憎水两性上的平衡: 涂料需要一定的疏水作用才能在物理机械作用下排挤开基材上的大部分水,同时涂料还需要具备一定的亲水作用才能实现对基材的润湿和涂布,此外,涂膜在固化过程中需要具有一定的疏水性才能将进入涂层内部的少量水分排出。 防腐性能
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针对水下施工固化环氧涂料,水下涂装性能与防腐性能之间没有直接关联。有的水下环氧涂料体系亲水性强,虽然具有良好的水下涂装性能,很容易在潮湿的基材上润湿涂布,但是涂装过程中吸入涂料中的水分无法在固化过程中排出涂膜外,因此最终固化的涂膜的防腐性能比较差; 有的涂料虽然涂装过程比较困难,但是最终固化的涂膜反而具有优异的防腐性能。 对水下施工固化环氧涂料,其防腐性能主要体现在涂膜的湿态附着力、耐水性以及抗阴极剥离性这几方面。
表 3 为采用不同固化剂的水下施工固化环氧涂料的水下涂装性能和湿态附着力。
从表 3 可以看出,传统的低黏度聚酰胺固化剂虽然具有良好的疏水性,但是在水下基材上却无法粘附,这可能是由于聚酰胺固化剂的疏水性太强; 酮亚胺固化剂虽然可以在水下施工涂装,但是粘附强度太低,涂膜很容易被剥离掉。酮亚胺固化剂虽然可以遇水解封得到伯胺,但更多的是用于潮湿表面,用于水下施工厚涂时涂膜内部的酮亚胺根本无法水解解封,因此最终水下涂装的涂膜几乎没有粘结强度; 而改性脂肪胺和改性脂环胺虽然可用于水下涂装,但是涂膜的湿态附着力偏低,且附着破坏为第一道涂层与基材之间的破坏[4],附着力太小无法满足使用要求,这主要是由于固化剂的亲水性太强,在水下涂装的过程中裹入涂膜的水分无法被排出涂膜外部,导致最终固化涂膜的湿态附着力偏低; 使用改性酰胺基胺以及酚醛
胺固化剂的涂膜最终拉开法附着力明显优于改性脂肪胺以及脂环胺,其附着破坏为涂膜与胶粘剂之间的附着破坏,因此实际涂膜的附着力更大,这主要是由于改性酰胺基胺以及酚醛胺
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固化剂在亲水与憎水两性上具有很好平衡性。 原料4
压载舱用低温固化无溶剂环氧重防腐涂料由主料和固化剂两部分组成,基本配方如表 1 所示。
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