环氧树脂及固化剂选择对防腐涂料的影响|工业涂料论坛

天空行马

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[复制链接] 只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2014-08-14

激烈的市场竞争推动了产品的技术进步，我国以环氧树脂为主要基料的重防腐涂料业，在坚持改进基料及辅料本身性能的同时，开始关注涂料的配方改进。研究人员感到，环氧树脂及固化剂的选择对重防腐涂料影响巨大。

     环氧树脂的分子结构中存在大量的苯环、醚键、羟基结构，对基材特别是金属基材具有优异的附着性，耐热、耐化学品腐蚀性，形成的涂层具有优异的机械强度，如硬度、耐冷热；中击和机械冲击等性能。此外，环氧树脂与固化剂的多品种化为组合多样化的粉末涂料配方体系提供了可能性，也为各种复杂环境用的粉末涂料提供了多种选择，上述优点使环氧树脂成为重防腐粉末涂料的首选树脂。

   尽管环氧树脂品种很多，但受重防腐粉末涂料生产工艺要求的限制，在品种选择上不如液体涂料广泛。

     专家说，除了上述化学性能要求外，还应考虑粉末涂料制造的工艺性，不仅要求固化物的机械性能和化学性能要好、还要求环氧树脂在室温下是稳定的固体，以利于粉末涂料的储存稳定和不容易结块；随着粉末涂料向低温快速固化方向发展，一方面要求环氧树脂与固化剂应有较高的反应活性，另一方面还要求在粉末生产的挤出温度条件下树脂与固化剂基本为化学惰性或反应程度很低，否则，挤出过程中产生凝胶粒子，影响粉末涂料的流平与固化。

     这些要求使得重防腐粉末涂料所能选择的环氧树脂与固化剂品种比液体涂料要少得多。目前重防腐粉末涂料所采用的环氧树脂主要为中分子量的双酚A型环氧树脂与酚醛环氧树脂。中分子量双酚A型环氧树脂的典型产品为E-12，以蓝星新材料无锡树脂厂产品为代表，具有价格低、韧性好的特点。但该类环氧树脂只是在分子结构的两端有环氧基，为了得到好的韧性与较高软化点，树脂的环氧值也比较低，因此固化产物的交联密度低，带来的后果是涂膜耐化学品性能与耐热性不够好，涂层硬度、耐磨性及附着力也不理想。酚醛环氧树脂的分子结构中可有多个环氧基，固化产物的交联密度和芳环密度都比较高，涂膜的硬度、耐热性、耐磨性、耐化学腐蚀性及对基材的附着力都比较好。

      因此，国外在设计重防腐粉末涂料配方时多选择酚醛环氧树脂或改性酚醛环氧树脂。据介绍，全部采用酚醛环氧树脂特别是当酚醛环氧树脂的环氧值较高时，可能导致固化物脆性大，低温弯曲与冲击性能较差，为此在酚醛环氧树脂中加入部分双酚A型环氧树脂，有助于提高涂膜的耐低温性能，酚醛环氧，双酚A环氧的混合比例为80/20-20/80。对涂层性能的影响规律是；随酚醛环氧用量的增加，涂膜附着力、硬度、耐化学腐蚀能力增加，但柔韧性、耐弯曲、抗冲击性能下降，具体比例还与所选择的促进剂体系、颜填料种类和用量以及涂膜所要求的最终性能有关。

     除了环氧树脂外，固化剂的选择对粉末涂料的性能与工艺性的影响也很大。与环氧树脂一样，能用于重防腐粉末涂料的固化剂品种也比液体涂料要少得多，在装饰型粉末涂料中普遍采用的聚酯树脂固化剂，由于酯键的耐化学腐蚀性较差，且大分子芳环羧基的反应活性较低，不能满足快速固化要求，所以早期的重防腐粉末涂料多采用双氰胺作固化剂。由于双氰胺的分子量小，固化放热量大，涂膜内应力大，脆性大，目前已很少采用。高熔点的芳香族胺固化剂如DDS\DDM理论上可用作粉末涂料的固化剂，但实际上很少采用，其原因可能是分子量太小，官能度太大，固化物韧性不够。咪唑类固化剂固化速度快，但形成的固化物太脆，因此一般只用作促进剂使用。目前国内外所采用的重防腐粉末涂料固化剂主要是大分子端羟基聚合物型固化剂，如酚类与环氧化合物的加成产物、线性酚醛树脂等。

     这种大分子固化剂与环氧树脂具有相似结构，与环氧树脂相容性好，使固化的粉末涂料有较好的柔韧性，不足之处是反应活性较低，特别是在反应后期体系粘度增加后，由于活性反应端基的卷曲包裹而很难参与反应。为了提高大分子固化剂的反应活性，适应快速固化的要求，在固化剂结构设计中往往加入一些小分子的羟基化合物和催化剂来提高反应速度。不同的固化剂生产厂家在羟基化合物的选择、分子量大小、催化剂的种类与用量方面都较为保密。这些固化剂参数的不同带来的固化效果也有所不同。在研制过程中，根据不同的涂装作业方式与涂膜性能要求开发了系列固化剂，可满足不同应用场合的要求。