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成膜物组成对集装箱箱底涂料耐腐蚀性能的影响

时间:2017-10-14 10:17:00 来源:本网

  成膜物组成对集装箱箱底涂料耐腐蚀性能的影响陈东初\郑家\刘M2(1.华中科技大学化学系,湖北武汉430074;2.湖南大学化学化工学院,湖南长沙410083)的影响,并对比研究了环保型无污染防铸颜料复合磷酸锌、改性三聚磷酸铝以及传统防铸颜料在该涂料体系中的耐蚀性。

  1前言集装箱箱底涂料应具有良好的力学性能,在装卸、搬运过程中涂膜能经受冲撞、摩擦、振动等。集装箱箱体在运输过程中要经历气候、温差、昼夜等环境变化,涂料必须具有优异的耐蚀性能。

  本文采用SBS,改性环氧树脂共混改性煤沥青树脂为成膜树脂。煤沥青具有吸水率低、耐化学品性能好、对钢铁表面良好的润湿性等优点丨1.基于力学性能的考虑,加入SBS,改性环氧树脂对沥青进行共混,改性树脂的加入会影响成膜树脂的耐腐蚀性能。不同成膜树脂含有多种不同的基团,在不同的腐蚀环境中,其耐腐蚀性不同,如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等具有良好的耐水、耐化学药品性;含醚键的酚醛、环氧树脂具有良好的耐盐水性;有机硅树脂、硅醇树脂具有良好的耐湿性丨2,因此对集装箱底涂料的耐腐蚀性的研宄首先要考虑不同树脂的耐蚀性、颜料体积浓度(PVC)的影响、涂料的抗渗透能力与抗起泡能力。

  通过正交试验,研宄涂料配方以及PVC的不同对涂层耐蚀性的影响。常用的涂层缓蚀颜料可分为屏蔽型、稳定型、转化型丨3丨,本研宄将通过各种腐蚀介质的浸泡试验以及耐盐雾试验,选择符合集装箱底涂料要求的缓蚀颜料。

  2试验锌。三聚磷酸铝,改性三聚磷酸铝集装箱箱底涂料(自制)。

  浸泡(GB 708*65)厚度(GB1764*79磁性涂层测厚仪)耐中性盐雾试验(ERICHSEN606~400L型)3结果与讨论3.1PVC对涂料耐盐水性能的影响根据颜料体积浓度(PVC)、临界颜料体积浓度(CPVC)计算公式丨4丨和经验值丨5丨选定PVC值范围为15.体积浓度(PVC)范围换算成涂料中颜料的质量分数设计四水平、五因素L16(45)正交试验(见表1),研宄不同涂料配方PVC值对耐蚀性的影响。考虑到以耐蚀性为研宄目标,未列出PVC对力学性能的影响情况。对正交试验的16个配方的涂层进行5%NaCl水溶液的浸泡试验,可见,只有防锈颜料的PVC在14%以上时才有较好的耐蚀性。按质量分数来考虑时,防锈颜料必须占颜料质量分数50%以上14号试验防锈颜料PVC和占颜料质量分数分别为15.00%和79. 62%,但是涂层耐盐水性并不好,原因可能是石英粉含量太大,石英粉吸水引起H2O在涂层中扩散加快,涂膜失去光泽。在力学性能综合评价方面选定第4号配方为最佳配成膜物组成对集装箱箱底涂料耐腐蚀性能的影响锈料颜防颜占米镑料vc防颜pv脂树磷酸锌氧化铁黑氧化锌试验号云母石英方,其防锈颜料PVC占颜料总量的质量分数分别为18. 73%和58.30%,具有良好的耐蚀性,未出现失泽起泡现象,一方面是因为防锈颜料含量较大,另一方面是易吸湿的石英粉含量较少的缘故。

  表1LJ45)正交试验中涂层耐腐蚀性能与PVC的关系(%)在CPVC(50%)以下时,PVC的含量对涂膜耐蚀性影响不显著,如耐蚀性的2号、4号配方的PVC分别为23.60%,3217%,而耐蚀差的16号配方PVC为35. 65%,从PVC难以判断涂层的耐蚀性好坏。但是当PVC>CPVC时,由于树脂不足以润湿颜料,导致涂膜中有大量孔隙,腐蚀介质容易透过造成耐蚀性急剧下降,按表1中的2号、4号、7号、9号配方的颜料的1.5倍含量设计的配方,当PVC为46. 68%时,涂层经360h盐水浸泡后只有稍微失泽的变化,当PVC为51. 00%时涂层严重锈蚀,可能是孔隙率增加导致腐蚀介质渗入涂层与基材界面的几率,使涂层耐蚀性下降,故设计耐蚀性涂料配方时PVC要在CPVC以下。

  3.树脂含量对涂膜性能的影响通过溶液浸泡试验研宄涂膜内改性沥青树脂中改性环氧树脂的影响(见表2)涂层厚度120m、25*C耐蚀性浸泡试验表明,当改性沥青树脂中的改性环氧树脂含量大于8%时,涂层耐水、耐盐水性下降,在3%H2S4和3%NaOH溶液中极容易发生起皱、起泡现象,而在8%以下时其耐蚀性较好这是因为改性环氧树脂中含有酷基,易吸水,而且在酸、碱中易水解。当改性环氧含量较低时《8%),由于其他树脂及颜料的屏蔽作用,再加上改性环氧树脂分子结构中酷基基团旁边的苯环的屏蔽作用,故耐蚀性较好,当改性环氧树脂含量较高时>8%)屏蔽作用不足以抵抗腐蚀的侵蚀,故易起皱、起泡,这时改性环氧树脂酷基被破坏。

  SBS的质量分数为4%~16%,对涂层的耐水、酸、碱等腐蚀介质的性能影响不大,原因是SBS结构中的碳链与苯环有较好的耐水性,而且能耐弱酸、弱碱的侵蚀表2改性环氧树脂质量分数对涂膜耐蚀性的影响改性环氧树脂(%)无变化小泡点泡点锈蚀无变化失泽泡点无变化小泡点泡点起皱锈蚀无变化起皱3防绣颜料对涂层耐蚀性的影响分别将云母氧化铁、四盐基锌黄、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、改性三聚磷铝作为防锈颜料按表1的4号试验方案配成涂料,对其耐盐水性进行对比,结果见表3三聚磷酸铝的缓蚀效果次于改性三聚磷酸铝,可能是其在此涂料体系中分散性不好,局部防锈颜料浓度过低。

  表3不同防锈颜料对涂层耐盐水性的影响防锈颜料云母氧化铁四盐基锌黄复合磷酸锌三聚磷酸铝改性三聚磷酸铝注:各防锈颜料占涂料成膜物质量分数为32.4%,膜厚120温度25t:u该研宄体系中,四盐基锌黄丨冗‘幻办⑴日丨的缓蚀能力与复合磷酸锌、改性三聚磷酸铝相近,但是四盐基锌黄在使用上有很多限制|3丨,因钝化型缓蚀剂的添加量不足反而促进腐蚀,或在酸性环境中会因为去极化作用而使腐蚀加剧,所以必须在颜料中添加ZnO,以中和酸性,四盐基锌黄还是一种对环境有害的致癌物质,因此选用时要慎重。

  占涂层同样质量分数时,云母氧化铁的缓蚀效果不如复合磷酸锌和改性三聚磷酸铝以及四盐基锌黄。对含复合磷酸锌、改性三聚磷酸铝涂料进行中性盐雾试验均能达250h以上。两种磷酸盐缓蚀机理大致相同|6),三聚磷酸铝、复合磷酸锌为防锈颜料的涂层耐蚀性能相近,都能符合集装箱涂料对耐蚀性的技术指标要求。

  4结论采用一定量的SBS和改性环氧树脂对煤沥青进行共混获得的改性树脂,具有较好的耐水性,并能耐弱酸、弱碱。以环保型低毒的复合磷酸锌和改性三聚磷酸铝为颜料复配的涂料具有良好的耐盐水浸泡和耐盐雾的性能,可以替代毒性较大的铬系四盐基锌黄防锈颜料。本体系采用复合磷酸锌作为防锈颜料,能满足集装箱箱底涂料耐蚀性的要求。

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