【干货分享】水性环氧在工业防腐涂料里面的应用
1.水性环氧的由来
我们的正题是水性环氧树脂,就肯定说到了我们环氧树脂水性化,溶剂型我们就不再多说了。不管是环氧树脂,或者其他树脂也好,其实都一样,通过不同的水性化途径,可以分成水溶型、水乳型、水分散型(胶束分散型)。一般来说水溶性的环氧树脂,是用来作为电泳底漆。在汽车行业电泳底漆用得较多,包括阴离子和阳离子。这里涉及到合成的方面,在今天的分享里就不多作讨论。
我们主要讨论是水乳型的环氧树脂,水乳型包括外乳型和内乳型
。所谓内乳型,或者叫化学改性法或自乳化。外乳型一般就是把溶剂型的环氧树脂,通过机械的方法,或者相反转法,或者固化剂乳化法等等,把它进行一个乳化,把溶解的介质从溶剂改为水。对于这个来说的话不是我们重点应用的方向,我们重点应用的方向是自乳化制备的水性环氧树脂。这个方法目前来说也是大部分的水性环氧树脂所制备的方法,不管是瀚森也好,湛新也好,或者吉力也好,基本上都是使用这种化学改性法或者叫自乳化法制备的。其原理是:通过打开环氧树脂分子中的部分环氧键,引入极性基团,或者是通过自由基引发接枝反应,把极性基团引入环氧树脂分子骨架中,这些亲水基团或者具有表面活性的链段帮助环氧树脂在水中分散。我们可以看到将亲水性的基团通过共价键,直接引入到了环氧树脂的分子中,这样制得的乳液稳定,粒径极小,一般都是纳米级的。
要了解水性环氧体系在工业防腐涂料里面的应用,首先要了解这个制备以后,那么也考虑固化和成膜。大家都知道树脂也好,乳液也好,都可以最后制得到成膜物。涂料好不好,就看我们这个成膜过程以及成膜后的性能怎样。环氧涂料是个反应型的双组份涂料,从树脂来说,是个单组份的热塑型,但是加上固化剂以后,就变成了热固型的反应性的涂料了。成膜过程既有物理过程,也有化学过程。在溶剂的这个环氧体系里面,树脂和固化剂都是以分子形式处于溶液体系中,体系是均相的固化完全,涂膜均匀。
水性环氧体系就不太一样,是个多相体系,树脂乳液是个分散相,胺固化剂是个连续相。
反应时先在两个接触的界面上先发生固化反应,同时固化剂逐渐扩散到树脂中,进一步使树脂固化。所以说水性环氧体系的固化,是由物理的扩散过程来控制的。但是,是否固化完全,这取决于分散相的粒径,和分散相环氧颗粒的粘度和玻璃化温度等因素,这是一个化学过程。
同样的,根据上面所说,我们可以知道分散相的粒径越小,固化越趋于完全。分散相的这个环氧颗粒的粘度,是随着固化反应的进行,表面层的粘度会不断增大(固化从表面开始从内部扩散的),玻璃化温度也会逐渐上升,使固化剂的扩散越来越困难。两者的相容性,也就是说固化剂树脂相容性越好,固化剂就越容易向环氧树脂类扩散,有利于固化。这是一个化学的概论,我们大家都知道就是相似者相容,从这方面来说,我们会考虑到两者的亲水亲油平衡值(HLB值)。为了平衡环氧树脂与胺固化剂的亲水亲油的平衡值(HLB值),一般来说,水性环氧固化剂不是单纯的像油性那样乳化,还要加成一部分环氧组分,变成一个环氧多胺型加成物。
2.工业防腐包括哪些分类
第一个关键词:水性环氧。(上面已介绍较多)
第二个关键词:工业防腐。
实际上,工业防腐已经可以等同为金属防腐。在我们工业领域里面绝大部分的还是使用金属材质,金属里面又有绝大部分的是钢铁防腐。因此把这个方面来作为一个特例来研究的同时,也是一个普例。要了解工业防腐,首先就要看金属是怎么样造成腐蚀的。
金属与它所处的环境介质之间发生的化学、电化学或者物理作用,引起了金属的变质或变坏,就称为金属腐蚀。
腐蚀的现象是十分普遍的,除了少数贵金属,比如说金、铂等等之外,其他金属都是有腐蚀的。一般金属发生腐蚀是一个自发的过程,无论你管还是不管都是要腐蚀的。金属腐蚀,一般很少是由于单纯的机械因素或其他物理因素引起破坏,绝大多数金属材料的破坏都与其腐蚀因素有关系,因此我们研究防腐的话,首先研究它的腐蚀因素。
那么同时我们还要问一问,为什么要研究金属防腐呢?因为金属腐蚀给人类社会带来的直接损失是巨大的,腐蚀带来的损失占到了GDP的1%到5%。像美国1995年的腐蚀损失是3000亿美元,当时占美国民经济生产总值的4.21%。最近的是2014年的数据,我们国家的腐蚀总成本超过了2.1万亿人民币,当时是占了GDP的3.34%。当然这些数据还只是与腐蚀有关的直接损失数据,间接损失的数据有时是难以统计的,甚至是一个惊人的数字。
我们要研究防腐,就要了解这个腐蚀是怎么造成的,有些什么类型。造成金属腐蚀的最主要类型,是....
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