桥梁低温抗冲击氟碳涂料的设计

data-full-width-responsive="true"> 0 前言涂料组成主要包含成膜物质、颜料、溶剂和助剂，其中成膜物质是涂料的基础，它具有黏结涂料中其他组分形成涂膜的功能，对涂料和涂膜的性质起决定性的作用。现代涂料，多以树脂作为成膜物质。树脂，通指未经过加工的高分子聚合物，具有高分子聚合物的一般特性。在低温环境下，树脂分子的活动能力被降低，分子链段运动变得困难，树脂失去黏弹性，屈服应力变高，在外力作用下，更容易发生断裂情况[2]。这个特性对于涂料而言，就意味着，随着温度的降低，涂膜的抗弯曲、抗冲击性能也随之变差。中国北方地区，冬季温度可降至-30～-20 ℃，在这种气候条件下，普通的桥梁涂料，物理性能变得很差，在受到如车辆激起的碎石等外力冲击下，涂膜很容易发生开裂、脱落现象，而在这些破裂点，钢铁底材因失去涂层的保护，将直接受到雨水、氧等腐蚀介质的影响，产生锈蚀并逐渐扩散。针对这一问题，设计开发出了具有柔性特征的氟碳涂料，其涂膜不但具有出色的耐候性和耐沾污性，更具有优异的柔韧性，即使在低温环境下，抗冲击能力也非常好，作为桥梁用高端防腐面漆有很好的应用前景。1 试验部分11 基础配方111 主剂(见表1)112 固化剂(见表2)12 生产工艺前炼投料高速分散调和调整包装2 结果与讨论21 配方讨论211 氟碳树脂的选择目前常规防腐领域，氟碳涂料的主成膜树脂多选用FEVE类型，盖因其具有常温可溶解、高光泽、耐候性、耐化性突出、抗沾污性强的特点。按照含氟单元的种类来区分，FEVE氟碳树脂主要有四氟FEVE和三氟FEVE2种[3]。在配方设计时，经过对比选择，最终选择三氟FEVE作为主成膜树脂。它具有以下几个优点：(1)具有更高的光泽，涂料成品表面效果更佳。(2)与助剂的相容性更好，所以在配方设计时，原料选择面更大，设计性能可以更加理想。对抗冲击氟碳涂料进行QUV-B加速老化试验，从测试结果可见，在3 000 h加速老化后，涂膜的保光性仍然保持在95%以上，与常规氟碳涂料相当，耐候性非常优越，见表3、图1。212 固化剂的选择在抗冲击氟碳涂料中，主剂中的FEVE氟碳树脂提供了优异的耐候、耐化学、抗沾污性能，而涂料良好的柔韧性，则是由主剂与特殊结构的异氰酸酯固化剂相互交联后而产生的。在测试对比后，最终选择了德国拜耳公司的HDI型弹性异氰酸酯作为固化剂，通过黏弹性测试可见，抗冲击氟碳涂料涂膜既柔且韧，50 m膜厚单膜延伸率达到70%以上，远超普通氟碳涂料和聚氨酯涂料(见图2、表4)。