好環(huán)氧富鋅漆的抗沉降少不了高性能的疏水氣相二氧化硅

目前國內(nèi)技術(shù)中心團(tuán)隊(duì)在對(duì)氣相二氧化硅在環(huán)氧富鋅漆中研究中取得新進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一定量的疏水型氣相二氧化硅能夠高效地提升涂料的防沉降性能，增加涂料體系的粘性和觸變性，增強(qiáng)涂料的防腐性，作用效果和性能的突破，此次突破是燊納氣相二氧化硅在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上進(jìn)行改良后取得階段性成果。

氣相二氧化硅是極其重要的超微細(xì)無機(jī)新材料之一，是無毒、無味、無污染的白色蓬松粉末，是一種新型無機(jī)納米材料，無定型結(jié)構(gòu)，原生粒徑7-14 nm，其比表面積約 80-400㎡/g，充分分散后粒徑較小，可達(dá)到納米狀態(tài)，具有較高的表面活性、高絕緣性、高熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、高純度，可提供增稠觸變性能，明顯改善涂料制品的應(yīng)用性能。由于環(huán)氧體系為強(qiáng)極性，能夠減弱氣相二氧化硅的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得其應(yīng)用效果變?nèi)鹾妥儾?。因此，在?yīng)用于環(huán)氧體系時(shí)，常選用通過改性劑聚二甲基硅氧烷(PDMS，硅油)處理后會(huì)得到的SR380。

超疏水型氣相二氧化硅

將處理型即疏水型氣相二氧化硅(SR380)用于環(huán)氧富鋅涂料，通過不同添加量探究涂料增稠觸變性和抗沉降性，并與市售疏水氣相二氧化硅競(jìng)品(A、B、C、D、E)進(jìn)行了性能對(duì)比，比較在相同添加量下防流掛效果，以及相同溫濕度下，相同時(shí)間內(nèi)的防沉降效果。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著氣相二氧化硅的添加量增加，富鋅漆的粘性和觸變性增加，在垂直面施工的性能變好，涂料的防沉降性提升。SR380與競(jìng)品在環(huán)氧富鋅涂料中的應(yīng)用性能相近，在某些條件下，耐鹽霧和防腐性具有一定優(yōu)勢(shì)。

環(huán)氧富鋅涂料以鋅粉為填料，環(huán)氧樹脂為基料，以聚酰胺樹脂或胺加成物為固化劑，其中鋅粉在涂料中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過70%，以形成連續(xù)緊密的涂層而與金屬緊密接觸。作為一種性能優(yōu)異的低成本重防腐涂料，其廣泛應(yīng)用于包括石油化工設(shè)備、橋梁、造船、海上平臺(tái)、各類水工結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。其防腐原理在于：當(dāng)涂膜受侵蝕時(shí)，由于鋅的電位比鋼鐵低，發(fā)生“陰極保護(hù)效應(yīng)”而優(yōu)先于鋼鐵先受到腐蝕，且鋅作為犧牲陽極形成的氧化產(chǎn)物又對(duì)涂膜起到一種封閉作用，高效地防止電化學(xué)腐蝕，更加強(qiáng)了涂膜對(duì)鋼鐵基材的保護(hù)，因此環(huán)氧富鋅涂料被廣泛用于金屬重防腐領(lǐng)域。但由于鋅粉含量過高，在貯存和施工過程中易引起沉降、流掛等問題。

一、SR380添加量對(duì)環(huán)氧富鋅涂料抗流掛效果影響

圖2

圖3

分別將SR380以0%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)添加到環(huán)氧富鋅涂料中，并使用流掛測(cè)定儀進(jìn)行涂刷漆膜。由圖2可知，未添加SR380 (即0%質(zhì)量分?jǐn)?shù))的環(huán)氧富鋅涂料在漆膜厚度100μm時(shí)就出現(xiàn)流掛，添加0.4%、0.6%質(zhì)量分?jǐn)?shù)涂料漆膜分別在150μm、250μm厚度時(shí)出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，添加0.8%、1.0%、1.2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)環(huán)氧涂料即時(shí)在較大漆膜厚度275μm下仍保持穩(wěn)定狀態(tài)，未發(fā)生流掛?？梢婋S著氣相二氧化硅的添加，涂料的的抗流掛性能得到增強(qiáng)，使得其具有良好的施工性能，且SR380添加量在0.8%質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)效果達(dá)到較佳。

根據(jù)得到的較佳添加量，再將競(jìng)品分別與環(huán)氧富鋅涂料進(jìn)行混合分散，得到圖3。SR380與競(jìng)品在較大漆膜厚度下均未發(fā)生流掛現(xiàn)象，可見六者在環(huán)氧富鋅涂料中的抗流掛效果相近。

二、SR380添加量對(duì)環(huán)氧富鋅涂料防沉降效果影響

圖4

圖5

本次測(cè)試條件為50℃、15d。

圖4可見，隨著SR380的添加量變化，0%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%均發(fā)生了沉降，但隨著添加量的增加，沉降的程度逐漸降低，氣相二氧化硅能夠改善環(huán)氧富鋅涂料的防沉降性和熱儲(chǔ)貯存性。由圖5可知，在0.8%添加量下，SR380與競(jìng)品A因沉降析出溶劑較少，相較其他四組競(jìng)品防沉降效果較佳。

三、SR380對(duì)環(huán)氧富鋅涂料耐鹽霧性影響

圖6

分別將空白樣(未添加氣相二氧化硅)、競(jìng)品A、SR380的富鋅涂料涂膜進(jìn)行耐鹽霧實(shí)驗(yàn)，漆膜厚度95-100μm。

由圖6可知，300h后空白樣氣泡、生銹，劃痕處剝落、生銹；

競(jìng)品A樣板，1500h后板面無異常，劃痕處有銹跡；

SR380樣板，1500h后板面無異常，劃痕處無異常。

添加SR380可顯著增加環(huán)氧富鋅涂料的耐鹽霧性和防腐性，且相較于競(jìng)品A，SR380的耐鹽霧性和防腐性更優(yōu)。

結(jié)論：在環(huán)氧富鋅涂料中對(duì)SR380進(jìn)行充分分散，可賦予涂料良好的增稠觸變作用，提高垂直面施工的漆膜厚度控制，隨著疏水型氣相二氧化硅的添加量的增加，涂料的抗流掛性能得到增強(qiáng)，沉降成都逐漸改善，并延長(zhǎng)涂料的貯存穩(wěn)定性。SR380在環(huán)氧涂料應(yīng)用中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.8%時(shí)，對(duì)其粘度和觸變性增長(zhǎng)適宜，較大抗流掛漆膜厚度可達(dá)275μm，對(duì)噴涂、刷涂等施工工藝具有良好提升和改善作用。同時(shí)在熱儲(chǔ)50℃環(huán)境下，15d后防沉降效果良好，在環(huán)氧防腐涂料應(yīng)用中，SR380具有明顯的性能提升作用，在防止電化學(xué)腐蝕和耐鹽霧方面具有一定的性能優(yōu)勢(shì)。