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环境友好型低表面处理涂料的制备

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0 前言
涂装前对钢铁表面预处理所花费的费用占整个涂料涂装工程总价的45%,这些费用包括除锈、除油、去水等表面处理工序所需,是钢铁表面预处理的主要内容。如能省了这些工序,将显著降低涂装成本,大大简化涂装工艺,节约涂装时间,节省大量人力物力,节能减排,更可减少锈尘等对人体的危害,于是带锈涂料应运而生。带锈涂装常分为3个类型:渗透型、稳定型、转化型。此3个类型各有优缺点,前2种只适用于锈尘极薄的钢铁表面,后1种虽能使锈变成稳定的不溶性转化膜但成本高,又有毒,且在潮湿锈层较厚的钢铁表面不能涂刷。而对于带油涂装又是低表面处理中的一个难题,需要从另一角度着手,因为油表面张力极低,一般涂料无法附着其上,故需专门设计。另外在潮湿表面上涂装更需特殊的材料来解决,这方面的技术国外工业发达国家如日本、美国才有。本文所介绍的低表面处理涂料,集带锈、带油、带湿涂装为一体,它既不含重金属,又无挥发性有机化合物,符合环保需求,是一种无溶剂型、无重金属的多功能低表面处理涂料,将有广阔的发展前景。
 
1 试验部分
1.1 原料
双酚A型环氧树脂E-51,上海涂料公司新华树脂厂;活性稀释剂:苯基缩水甘油醚,江苏三木;腰果酚缩水甘油醚,自制;腰果酚改性胺,自制;复合铁钛粉、磷酸锌、磷酸二氢锌、磷酸钙、钼酸钠、氧化锌、氧化铁红、滑石粉、氨基胍碳酸盐,嘉善合力精细化工公司;石油磺酸钙QYL-210、QYL-211、表面活性剂,深圳市启扬龙科技;润湿分散剂Disper BYK 110、消泡剂BYK052、流平剂BYK300、氨基硅烷偶联剂KH-550、环氧基硅烷偶联剂KH560、防沉剂Bentone SD-2等,市售。
1.2 涂料制备
本涂料为双组分,制备工艺如下:
甲组分:将环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、硅烷偶联剂等按配比称重,放入高速搅拌器内,于转速300 r/min下分散30 min后,加入颜填料及氨基胍碳酸盐、石油磺酸钙,然后在转速800 r/min下分散45 min,再降低搅拌速率到300 r/min加入表面活性剂A和B、流平剂和防沉剂等,维持搅拌90 min后,用80目滤网过滤,封闭贮存。
乙组分:腰果酚改性酚醛胺。
m(甲组分)∶m(乙组分)=100∶25,具体配方见表1。
低表面处理涂料配方
1.3 涂膜的制备
以符合GB 912的普通低碳钢为基材,尺寸为75.0mm×50.0 mm×25.0 mm;以符合GB 2520的马口铁为底材(测柔韧性),尺寸为100.0 mm×50.0 mm×0.2mm;选用低碳钢底材按GB 9271—88进行前处理,置于柴油中浸泡5 d后取出,用脱脂棉擦拭除去过多的油脂,使其表面留有一层薄薄的油膜,作为带油涂装的试片;再选用表面有一层氧化膜的低碳钢,用砂纸打磨平整,使表面明显保留锈层,以作为带锈涂装试片。
1.4 涂装
根据GB 1727—92于25 ℃、湿度在60%左右之下进行涂装,然后在(25±2) ℃下放置7 d后,测试其性能。
1.5 性能测试
进行如下测试,其结果见表2。
环境友好型低表面处理涂料的性能
2 结果与讨论
2.1 基料树脂的选择
本试验选择了醇酸树脂、氯化橡胶、酚醛树脂、聚氨酯和环氧树脂进行涂刷性、干燥性、耐油性试验,见表3。此中环氧树脂的3种性能均佳,而聚氨酯树脂也与环氧树脂可相媲美,但聚氨酯树脂在潮湿环境下耐水性弱于环氧树脂,故选择了环氧树脂作为基料树脂。
各种树脂的性能对比
注:此试验使用由这些树脂所制成的涂料在泡油钢板上的直接涂刷结果,这些指标与本课题的最终性能指标直接有关。
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