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船舶用水性环氧涂料的研制探析
2019年09月30日    阅读量:24689    新闻来源:李念伟 海洋化工研究院有限公司  |  投稿

船舶用水性环氧涂料的研制探析 


摘要:随着我国经济快速发展,各类船舶需求量不断提升,为了保证船舶生产品质,则需要在技术上不断创新,全面满足生产需求。水性涂料在船舶涂装领域具有广泛的应用,能够全面提升船舶寿命。水性环氧树脂主剂和固化剂筛选是生产的关键,只有全面优选才能保证防锈颜料和助剂性能的稳定,提高涂料的良好效果涂料在线coatingol.com


环境保护已经深入人心,并在全世界范围内深入开展,我国也突破了传统领域,在生产意识上有了全面的发展,新理念推动新技术,各行各业,已经形成了环境友好型发展,涂料是应用最为广泛的产品,也已经在环保建设上取得了成就,其发展速度越来越快,全面进入发展的快行道,在创新领域中,高固体、无溶剂和水性化已经成为当前主流方向,在生产领域已经形成了推广与应用,并在下一步研发中,得到深入拓展。船舶涂料水性化主要就是在造船业生产领域中的新技术开发,全面满足了环保要求,产品技术附加值不断扩大,通过环保类型涂料的生产,能够有效保护施工人员健康。随着船舶业的发展,水性涂料也已经形成了大规模的推广,特别是在船舶涂装领域中,更是得到了国际同业认可。任何先进的生产技术都存在一定的缺陷,水性涂料也受自身的影响存在蒸发潜热高、干燥条件苛刻、配方设计复杂等问题,只有全面研发好环氧水性涂料,做好配方改进与设计,才能推动船舶业进步。


1 水性环氧涂料成膜机理

双组分水性环氧涂料有其自身特殊性,成膜机理和一般的聚合物乳液涂料是不同的,更和溶剂型环氧树脂有着巨大的差别。从整体看,成膜过程有物理过程和化学过程两个形态,这就要根据分散相粒径、分散相环氧颗粒黏度和玻璃化 温度等有直接关系,同时,还受到固化剂和环氧树脂相容性的影响,只有全面解决了上述不相容问题,才能保证涂料性能不变,提高产品质量。环氧树脂结构具有脂肪族羟基、醚键和活泼性环氧基团等成分,羟基和醚键具有极性,分子可 与相邻界面之间的游离键反应,形成非常牢固的化学键,这 样涂膜就具备了较为良好的物理机械性能,增强了表面附着力,增强了硬度,在金属表面,其整体附着力更加强大,能够满足船舶建设需要 ;因为结构中具有苯环和醚键,就显得格外稠密,涂膜整体耐化学和耐油性也表现良好,对环境要求不高,在碱性环境中表现更加优良,防锈功能非常好,我们在进行生产时,一定要认真选取原材料,使高性能防锈颜料得到应用,这样就可以制备效果更加良好的双组分水性环氧金属防腐蚀涂料,进一步提升了防锈效果,船舶在海洋中使用,往往受到海水的影响较大,其腐蚀性更强,要想全面解决好船舶在海洋中的防腐问题,则需要在涂料产品生产上提高效果,生产的原材料一定要合理科学的选取乳液、固化剂、干燥促进剂和消泡剂等,通过各种成分的合理配方,不断进行试验试制,制造出性能更加稳定的涂料,满足船舶航运需求。


2 试验部分

2.1 试验原料

为了提高研发效果,获取可参照的有用数据,我们需要选取不同性能的原料进行系统试制,做好试验记录,试验中选取的材料包括水性环氧树脂、消泡剂、干燥促进剂、流平剂及其他相关的试样助剂,确保试验配方比例选定,保证试 验效果。


2.2 试验设备

为了保证试验率,则要合理选取有用的设备进行试验,一般情况下需要使用高速分散机、气相色谱、液 50-200μm(QTC)、天平、梅特勒、相色谱、456易高膜厚表、湿膜涂布器、光泽度仪和三角度智能光泽度仪等,只有良好的设备,才能精准提取数据,获得想要的精确结论。 


2.3 试验配

在试验前,需要合理进行配方设计,要进行多轮筛选确定最佳产品配方。 


2.4 制备过程

整个试验需要严格步骤,对各流程做好控制,整体制备过程如下 :一定量的蒸馏水倒入容器,把高速分散机的转速进行调整,至300 r/min,不断进行搅拌后连续加入。根据配方比例,适量倒入润湿剂、分散剂、防锈颜料和填料等,严格比例配方,确保按照顺序倒入,高剪切力砂磨分散30min,保证细度要求,加入水性环氧树脂内,对所有配料进行混合后,再一次倒入消泡剂、流平剂、pH值调节剂和增稠流变剂等,再开启设备对上述原料进行低速搅拌混合后,整个水性金属防腐蚀涂料制备完毕,根据配方情况对上述试验进行分 析,得出结论结果。


3 配方设计思路与讨论

3.1 配方设计思路

整个配方思路明晰,配置合理,在进行配方设计过程中,要对水性环氧涂料进行性能属性分解,以此满足船舶使用要求,达到防腐目的,涂料性能需要保持稳定,具备施工要求,保证施工品质。为了保证配方精准,材料性能稳定,则需要对环氧树脂和水性环氧固化剂进行严格控制,严格模拟船舶运行环境,严格助剂理化性能,使各方面条件得到完善。

双组分水性环氧涂料非均相性,水相中固化剂向环氧树脂乳胶 粒中的扩散对固化成膜作用在制备中非常关键,配方是国际标准,在制备过程中,环氧树脂乳胶粒大小满足生产规范,实现了固化剂扩散速率、反应进程等要求,在生产中均得到了全面的改进与提升。防锈颜料是重点,充分考虑三聚磷酸根离子能与底材的金属离子有更强的粘合力,船舶表面钝化膜硬度强,所以在使用中,选择了这种性能稳定的防锈颜料,通过试验结果,我们得出结论,原料性能良好,选择标准,最终配方是能够实现生产要求的。 


3.2 水性环氧树脂固化

配方固化进程和特性非常关键,需要在试验过程中,全面进行了解与掌握,要借助红外色谱分析的方法,对涂料固化表征进行系统研究,进一步验证产品反应程度。对涂有试样膜片在恒温、恒湿环境中扫描,提取水性环氧树脂固化表征。水性涂料稀释剂为水,水张力 72.6 MN/m,比其他类型有机溶剂大很多,很难浸润底材并出现缩孔现象,而在我们的配方中使用了水性环氧树脂和气化助剂,全面解决了分散差的问题,简化了施工条件与环境,良好的颜料、润湿剂、 分散剂、消泡剂,提升了面漆美观效果,有效解决了水性涂料产生闪锈的现象。


4 水性环氧涂料应用

船舶舱室施工受到各方面的影响较多,特别是居住舱室、机舱等部位整体空间不大,施工过程通风不够,有一些需要同时进行的作业项目,无法形成统一标准,管理不当,很容易出现中毒事故。水性涂料干燥条件比溶剂型涂料要更严格,对温度、湿度有严格的标准。水蒸发潜热比溶剂高,水蒸发潜热 2457.22 kJ/kg,5℃以下需要停止施工。美国湛新公司EP 384W/53WAMP为水性环氧涂料,这类涂料初期干燥性较好,特别是与金属、混凝土基材附着力更强,全面提高了船坞、船台施工效果,在实际施工中,对环境的要求并不高,产品性能更加稳定,可以在 5℃以上露天环境中施工,全面扩大了湿度耐受力。


结语

船舶涂料性能好坏,直接影响到船舶业发展,以往涂料存在一定的毒性,对人体造成伤害,随着涂料由低毒到环境友好型的转变,涂料已经有了质的飞跃,只有不断加大涂料研究力度,才能研发出有更高经济附加值的产品,推动产品逐渐向更环保、更健康的方向健康发展。 


标签:工业涂料今日头条涂装应用技术中心船舶涂料
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