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防腐涂料基础知识(3)常用有机防腐蚀涂料特性及应用(2)

2015-06-27    作者:未知    来源:网络文摘

3.2 酚醛防腐蚀涂料

    酚醛树脂为由酚和醛(在酸或碱催化下)按不同物质的量比/合而得的产物,视原料配比和工艺条件的不同,可得不同类型的酚醛树脂。

    酚醛树脂防腐涂膜具有突出的耐酸性,也耐各种盐溶液和有机溶剂的侵蚀,其耐热性较好(优于环氧树脂),但不耐温变。但因其结构中含有大量的酚羟基,容易和碱反应而生成酚钠,使涂层遭到破坏,要提高耐碱性,必须进行改性(如加入二氯丙醇与酚羟基反应生成稳定的醚键)。另外,涂层内聚力大,弹性差,对金属的附着力也不理想,故常与其他树脂底漆配套使用。油改性酚醛树脂可以改善涂膜的机械性能,但其耐腐蚀性却下降。

    常用酚醛树脂防腐蚀涂料基本上可分为两大类:一类是一般耐酸涂料,是以油改性酚醛树脂为基料的,涂层能耐室温硫酸、磷酸及各种酸性溶液的腐蚀,但不耐氧化性酸和碱的腐蚀,耐水性比醇酸树脂好,机械性能尚好,既可自干,也可烘干,适于保/受酸气腐蚀的金属和木材。二是以醇溶性热固型酚醛树脂为成膜物质的通用防腐蚀涂料:将醇溶性热固型酚醛树脂溶于工业乙醇中,再和适当的惰性颜料、填料一起研磨,即可配制成各种用途的防腐蚀涂料。这类涂料需要加热固化,但也可加入酸性固化剂固化成膜。为了提高涂膜的机械性/,常加入各种增塑剂。酚醛树脂涂料具有良好的耐热性(130℃长期使用)及耐热酸、有机试剂、水蒸气的侵蚀,常用作换热器防腐保护。为防止涂层龟裂、提高抗渗性,一般需涂3。5道,涂装时应根据设备情况制定严格的操作程序,每涂一层应放置3~5h,从60~105℃随炉升温大约需要10多小时,最后一道在105°C热处理一段时间后,再用10余小时降到室温。施工方面的不便,限制了其在大型设备上的应用。

3.3 聚氨酯防腐蚀涂料

3.3.1 特性

    聚氨酯涂料具有许多优异性能,可归纳为以下几方面:

    ①漆膜高分子结构中存在大量氢键,赋予涂膜极好的物理力学性能:涂膜坚韧、耐磨、光亮、丰满、与被涂物附着力好,并可通过调节配方,获得所需力学性能的涂膜,如可s极坚硬的涂膜调到极柔韧的弹性涂膜,以适合不同环境下的应用。

    ②优异的防腐性能:耐酸、耐水性优于环氧涂料,耐酸、碱、水、热等性能均优于乙烯类树脂漆。

    ③施工s操作范围广,既可室温固化,也可加热固化;由于异氰酸基的高反应活性,还可调整配方使涂料在10℃以下,甚至0oC以下干燥成膜。

    ④多官能团性决定其能与多种树脂拼用改性配制成满足不同使用要求的新品种。能与之拼用的树脂有:聚酯、聚醚、环氧、醇酸、羟基丙烯酸、有机硅树脂、沥青、乙烯共聚物、纤维素等。

    ⑤良好的电绝缘性。

    ⑥芳香族聚氨酯在阳光下受紫外线照射易泛黄;脂肪族聚氨涂料不易变黄,多用于对耐候性要求较高的面漆。

聚氨酯涂料综合性能好,适应能力强,是最易通过分子结构设计获得较为广泛的防腐性能和物理机械性能的涂料种类,并可同时使耐化学介质腐蚀与附着力、硬度与弹性、耐磨性与抗渗性等相互矛盾的各种性能达到平衡,以适应复杂多变的工作场合和防腐要求。是目前应用最广、发展最快的品种之一。

3.3.2 聚氨酯防腐蚀涂料种类、特性及应用

    根据其组成和固化特性,聚氨酯防腐涂料可分为如下几大类:

    (1)氧固化型聚氨酯改性油涂料(单组分)

又称氨酯油,是将常见的干性油与多元醇进行酯交换反应生成多元醇二酸酯,再与二异氰酸酯反应即得氨酯油。在其分子中不含活性异氰酸基,主要靠干性油中的不饱和双键,在钴、铅、锰等金属催干剂的作用下而氧化聚合成膜。其光泽、丰满度、硬度及耐磨、耐水、耐油和耐化学腐蚀性能等均比醇酸树脂涂料好。但流平性差、涂膜耐候性不佳,户外使用易于泛黄、粉化。聚氨酯油的贮存稳定性好,无毒,有利于制造色漆,工方便,价格也较低,一般用于室内木器家具、地板、水泥表面的涂装及船舶防腐蚀涂装。

    (2)湿固化型聚氨酯涂料(单组分)

    是由含有一NCO端基的预聚物组成。靠它与空气的水分反应而固化成膜。其交联密度大,坚硬、耐磨、耐油、耐化学腐蚀,抗污染,又能在潮湿环境下施工,用于潮湿地区的建筑物和水泥、金属、砖石等物面的涂装,也可用作防止核辐射的保护涂层。

    (3)封闭型聚氨酯涂料(单组)

    将二异氰酸酯加成物用苯酚等封闭后,再和适当的含羟基组分配制而成(一NCO基团被保护)。室温下可长期贮存,但因苯酚封闭的聚氨酯键不稳定,受热(130~170oC)即解封放出苯酚,其加成物便和含羟基组分反应而固化成膜,所这种涂料也称为单组分热固型聚氨酯涂料。该涂膜的电绝缘性好,耐油、耐水、耐溶剂及化学品性能优良,附着力强。主要用于涂覆漆包线电绝缘涂料,也可作为轿车用聚氨酯烘漆。

    (4)催化固化型聚氨酯涂料(双组分)

    以异氰酸酯预聚物为A组分,催干剂为B组分,两者分开包装,使用时将两组分按比例混合均匀后即可施工,其固化机理与湿固化聚氨酯涂料相同,靠空气中水分使其固化交联。因为有催化剂的催化加速作用,固化速度更快,并不受潮气和温度的<响,在较低的温度下也能固化。涂膜具有附着力、耐磨性、耐水性和光泽性较好的特点。但不宜作为面漆。常用于木材、混凝土、石油化工设备等的涂装。

    (5)羟基固化型聚氨酯涂料(双组分)

    这类涂料主要是由含一NCO端基的异氰酸酯组分(A组分)和含一OH端基的羟基组分(B组分)构成的双组分涂料。既可室温固化,亦可低温烘烤固化,毒性小,涂膜的性能可以在广泛的范围内调整。在防腐蚀涂料中常用的A组分是由甲苯二异氰酸酯(TDI)和多元醇(如三羟甲基丙b即TMP、甘油等)反应制成的加成物。常用的B组分有聚酯、聚醚、环氧、沥青、酚醛、丙烯酸(含羟基)、有机硅,以及其他含羟基的树脂。由此可知,B组分种类很多,结构各异,性能也各不相同。为满足各种涂膜性能上的要求,可对A、B组分进行选择。因此这类涂料可按预定目标配制成不b品种、不同性能和各种用途的漆膜。是聚氨酯涂料中在金属防腐方面综合性能最好、品种最多、产量最大、用途最广、最有发展前途的种

类。其最常用的品种为:

    ①聚酯多元醇固化聚氨酯涂料:漆膜具有良好的耐候性、耐溶剂性、耐化学腐蚀及耐油性,但由于酯基易水解,耐水性有限。可用作耐油、耐酸、耐化学腐蚀的涂料,适用于化工环境以及船舶成品油舱涂料等。

    ②聚醚多元醇固化聚氨酯涂料:成本低,耐水、耐碱耗芫优于聚酯型,对周期性湿、热、氯、氨的作用很少受到影响,耐腐蚀性能优于聚酯型。但因含有醚键,不耐紫外线,易于粉化和失去光泽。适用于作室内耐化学腐蚀及耐油料等场合。若加入铝粉、云母氧化铁等配成磁漆,也可用于化工大气防腐。

    ③聚氨酯/醇酸树脂防腐涂料:是以蓖麻油改性醇酸树脂为羟基组分,TDI/TMP加成物为固化剂的双组分涂料。用于湿热地区及化工环境的混凝土构筑物、钢结构及设备保护。

    ④聚氨酯/环氧树脂防腐涂料:兼有聚氨酯、环氧的特性。具有优良的耐化学介质腐蚀性能,对非氧化性无机酸、碱、盐及水的侵蚀有极好的抵抗力,不被汽油和溶胶溶胀,耐磨性、耐热性及耐水性超过乙烯类涂料,耐碱性与环氧涂料相当,短期内耐水性比环氧好。适用于尿素造粒塔、油罐等的防腐涂装。

    ⑤聚氨酯/沥青防腐涂料:含有异氰酸酯的醚油预聚物与煤焦沥青溶液拼用而成,其性能稍优于环氧沥青防腐涂料,具有优异的耐水、抗渗和耐蚀性,但耐碱性较差,户外使用易龟裂,宜做水下、海洋和石油化工贮罐内壁防腐涂料,还可用于涂装高压水管内壁和水闸装置等。因其固化快,特别适于寒冷地区施工和冬季施工。

    ⑥聚氨酯/羟基丙烯酸类树脂改性涂料:是一种高级户外防护涂料,具有极好的户外耐候、保色、保光性,又耐化学腐蚀及抗污。与聚酯多元醇相比,羟基瓜┧崾髦中羟基的含量较低,异氰酸酯的耗用量较少,此时交联密度虽低,但其物理机械性能却仍很好。若选用不同结构的丙烯酸类单体,调节共聚物的相对分子质量及羟基含量,就能广泛地改变涂膜的柔韧性和交联密度,从而可制得满足各种特殊要求的涂料。涂膜干得快,不沾尘,可进沽魉作业,提高劳动生产率。含羟基丙烯酸树脂改性聚氨酯涂料的应用范围很广,如汽车工业、建筑工业(高级外墙涂料)、石油及化学工业(如海上钻井平台的上层结构面漆)等。可涂覆于钢、铝、砖石建筑的表面,如贮槽、钢结构件、金属管件及汽车等,也可使用于家电、轻工等方面。

    ⑦聚氨酯/氯醋共聚物防腐涂料:由聚氨酯加成物与VAGH(氯乙烯一乙酸乙烯一乙烯醇三元共聚物)拼用而得,VAGH经与异氰酸基交联后,由热塑性转变为热固性,提高了涂层的耐蚀、耐热性及强度。此涂料固化快,耐盐、碱性突出,:用于小联碱设备防腐和青藏铁路盐碱冻土地带桥墩的防腐。

    (6)聚氨酯粉末涂料

    现已开发出多种类聚氨酯粉末涂料,涂膜除具有优良的防腐性能和物理机械性能外,还具有耐磨、耐划痕、耐溶剂及涂膜色泽光亮丰满等特性。现主要用于钢板框架、铝制品、汽车、农机、自行车、建筑机械、家用电器方面的涂装。

随着新型异氰酸酯原料和新型活性氢化物的不断出现,以及制备工艺的改进,聚氨酯涂料品种将不断增加,以满足各种苛刻的使用要求。

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