data-full-width-responsive="true"> 0 引言粉末涂料是一种完全不含有机溶剂的环保型绿色涂料,
它以微粉形态存在,采用静电喷涂技术施涂在加热的基材表面,熔融成膜。与传统的溶剂型涂料相比,粉末涂料没有溶剂污染、涂覆方便、固化速度快、涂膜性能优异,是一种从20 世纪60 年代在国外发展起来的高新技术。环氧粉末涂料属于粉末涂料的一大类,采用环氧树脂为基料、配以颜料、填料和助剂而成。进入90 年代之后,随着我国石油和石化工业的发展,对管道防腐涂料提出了更高要求,许多传统的防腐涂料已不能满足需要。在这种情况下,环氧粉末涂料被应用到管道防腐中,表现出杰出的粘结力、优异的施工性、卓越的防腐性和防腐寿命,受到业界人士的好评。至今,管道防腐环氧粉末涂料已成为最具市场前景的品种之一。1 涂料配方研究11 配方设计的基本要求环氧树脂的结构和性能是决定涂料和涂膜性能的主要因素,选择环氧树脂时应考虑熔融温度和分解温度、熔融粘度、电性能、树脂稳定性、附着力等因素。从工业化生产的角度,考虑环氧树脂的合成工艺、原料来源、价格、毒性等重要条件。管道防腐环氧粉末涂料,一般采用室温下为固态的双酚A 环氧树脂,如60l、604 等牌号的品种,可以满足要求。环氧树脂的用量应与固化剂用量结合考虑,一般来说,1 mol 环氧基团可配l~12 mol 活性氢当量的固化剂。固化剂在很大程度上支配着涂料和涂膜的性能,因此必须认真选好固化剂。一般要求:①在常温下是固体,即粉末状、粒状或者片状;②在制造粉末涂料的热熔融混合工序中,同树脂或者其
他成分不起化学反应;③制造成粉末涂料后,粉末涂料的贮存稳定性良好,在室温下贮存半年以上,同树脂及其他成分不起化学反应,也不凝聚结块;④从节能考虑,配制成粉末涂料后,能促使粉末涂料在低温下迅速固化,形成满意的涂膜;⑤要求固化剂的刺激性臭味和毒性小,无害于身体健康和环境卫生;⑥在烘烤成膜过程中,最好不释放出有刺激性臭味及有毒的化合物或者气体;⑦固化剂应无色,不能使涂膜着色,否则影响涂膜外观和使用效果;⑥固化剂要求生产工艺简单、原料来源丰富、价格便宜。一般采用酚醛树脂、双氰胺、改性双氰胺咪唑等固化体系。颜填料应具备耐热性,管道防腐环氧粉末涂料的固化温度一般在200~240℃,选用的颜填料在此温度下应充分稳定,使涂膜在固化过程中不发生变色、性能削弱等问题。此外,为达到防腐性能的要求,还要求颜填料具有足够的硬度和耐磨性,总体来说,无机颜填料比有机颜填料的耐温和耐化学性好。钛白、铁红、铁黑、云
母氧化铁、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿和群青、沉淀硫酸钡,轻质碳酸钙、滑石粉、高岭土、沉淀二氧化硅、云母粉和石英粉等,可以满足要求。使用助剂的目的是调整涂料的特定功能。流平剂可用丙烯酸树脂类流平剂,用量为树脂用量的02%~2%。涂膜边角覆盖力改进剂可用微细粉状二氧化硅。消光剂可用纳米二氧化硅、滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙等。12 涂料配方根据上述要求设计初始配方后,采用特殊的复合固化剂,经过反复的配方调试和筛选,得到管道防腐环氧粉末涂料的最佳配方(质量份):604 环氧树脂 80复合固化剂 244颜填料 40助剂 062 涂料制备工艺涂料制备工艺如下:环氧树脂、固化剂、颜填料、助剂挤出粉碎样品。3 涂料性能对筛选出的最佳配方,进行了性能测试,结果分别见表1~3。
采用差示扫描量热仪(DSC)对涂料样品进行测试,实验中温度每分钟升高20℃,重点测试100~200℃范围内的热流变化,结果见附图。
由附图可见:145℃左右涂料开始交联固化,170℃左右放热量达到峰值,200℃左右固化反应结束,在线性升温状态下固化时间不到3 min。4 结语经过深入的理论分析和精心的材料选择,减少了涂料配方筛选的工作量。采用国产原料研制了性能优异的管道防腐环氧粉末涂料,完全可以满足我国管道防腐的需要,市场前景十分看好。