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沉淀硫酸鋇M-700在水性防腐漆中的性能研究
 2024年08月12日 |閱讀次數(shù):613

前 言

硫酸鋇因化學(xué)惰性強(qiáng),穩(wěn)定性好,耐酸堿強(qiáng),硬度適中,能吸取有害射線等特點(diǎn),已得到廣泛應(yīng)用。而我司經(jīng)過改性后的沉淀硫酸鋇,純度高、白度好、電導(dǎo)率低,不僅可用作填料,還是一種可改善某項(xiàng)特殊性能要求的功能性環(huán)保材料。因此也被深入用于多個高性能要求的工業(yè)涂料領(lǐng)域中,尤其在需求量較大的防腐涂料中更是得到不少用戶的認(rèn)可。

而在水性環(huán)氧防腐涂料中,添加改性沉淀硫酸鋇是較好的選擇。不僅可以提高固含量,降低涂料中的VOC含量,提高環(huán)保效應(yīng),且漆膜致密性高,收縮率低,物性好,防滲透性強(qiáng)??捎行Ц魯嘟饘倥c腐蝕介質(zhì)接觸,從而使水性環(huán)氧防腐涂料的綜合性能在一定程度上得到提高,也因此在諸多種類的防腐涂料中能得到廣泛應(yīng)用。


1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原材料

沉淀硫酸鋇:M-700,粒徑0.7μm,云浮鴻志新材料有限公司;

普通沉淀硫酸鋇:粒徑0.7μm,市售產(chǎn)品;

水性環(huán)氧改性分散體:市售產(chǎn)品;

流平劑:TeGo-346,德國迪高;

消泡劑:TeGo-904w,德國迪高;

分散劑:Silok-7170w,斯洛柯;

流變助劑:W-692,佳明化學(xué);

助溶劑:市售工業(yè)品;

增稠劑:市售工業(yè)品;

蒸餾水:自制。


1.2 產(chǎn)品物性表與電鏡圖

表1是本報(bào)告研究的沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇的物性對比表。另外,從圖1、圖2可看到沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇的電鏡圖差異。


1.3 主要儀器設(shè)備

高速分散機(jī):SFU400,上海微特電機(jī);

電子秤:JM-B-3003,0.01g,超澤衡器設(shè)備有限公司;

刮板細(xì)度計(jì):QXD-50,天津市精科材料有限公司;

四面涂布器:SZQ(100-150-200-250μm),廣州德滿億儀器;

三角度測光儀:CS380,上海亮研智能科技有限公司;

氙燈耐老化試驗(yàn)箱:SD-Z-150A,東莞匯泰機(jī)械有限公司;

色差儀:CM-2300d,美能達(dá);

陶瓷納米臥式砂磨機(jī):CSN-1,馳勒(上海)機(jī)械科技有限公司;

耐鹽霧試驗(yàn)機(jī):ZL-90,正藍(lán)精密儀器;

漆膜沖擊器:QJC-100CM,東莞華國精密儀器;

漆膜圓柱彎曲試驗(yàn)儀:QTY-32,上海普申;

鉛筆硬度計(jì):QHQ-A。


2 沉淀硫酸鋇M-700在水性防腐漆中實(shí)驗(yàn)方法

2.1 水性單組分環(huán)氧防腐涂料的制備

表2為基礎(chǔ)配方,將配方中的去離子水、分散劑、消泡劑、沉淀硫酸鋇依次加入分散缸內(nèi),高速分散10-15min混合均勻然后研磨至細(xì)度小于30μm,即得到漿料。將環(huán)氧乳液、助溶劑、流平劑加入漿料中低速分散至均勻,然后加入適量的增稠劑調(diào)節(jié)黏度,即得到單組份漆料。


2.2 實(shí)驗(yàn)對比樣板的制備

實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先將鐵片表面的灰塵雜質(zhì)沖洗干凈后拭干,再用400-600目砂紙打磨掉鐵片表面的鍍錫防銹涂層,用酒精擦拭干凈鐵板表面金屬碎屑后干燥待用。將以上漆料配方參照GB/T 1727-1992(漆膜一般制備法)制備漆膜待測。

3 結(jié)果與討論

3.1 涂膜物理性能結(jié)果對比

實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果如表3所示。從以上結(jié)果可看出,添加我司沉淀硫酸鋇M-700的漆膜光澤度明顯比添加普通沉淀硫酸鋇的高,且耐沖擊性、柔韌性均高出一個等級。分散性與潤濕流平性方面,我司沉淀硫酸鋇M-700不但好分散,還具有一定的潤濕助磨功效,可有效提高漆膜的流平性。

3.2 耐鹽霧性測試

通過采用中性鹽霧試驗(yàn)(NSS)評估漆膜的防腐性能,將制作好的漆膜樣板在鹽霧箱中放置24h相當(dāng)于暴露在自然環(huán)境下一年時間。試驗(yàn)條件是5%的氯化鈉溶液,鹽霧箱內(nèi)的試驗(yàn)溫度是30-45℃。通過記錄漆膜樣品在鹽霧環(huán)境下120h的變化情況。

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在水性防腐漆中,耐鹽霧性是評估漆膜性能好壞的非常重要的指標(biāo)之一,測試可靈活的根據(jù)防腐漆性能的需求進(jìn)行不同時長的耐鹽霧性測試。
從圖3、表4可見,添加我司的沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇相比,添加M-700的漆膜板面保持良好,基本無銹蝕出現(xiàn)。另外在樣板劃線處看到有輕微起泡,銹蝕擴(kuò)展寬度小于2mm。而添加普通沉淀硫酸鋇的板面銹蝕嚴(yán)重且伴有脫落、變色現(xiàn)象出現(xiàn),劃線處嚴(yán)重生銹,起泡,銹蝕擴(kuò)展寬度大于2mm,整體的耐鹽霧性較差。添加我司的沉淀硫酸鋇M-700,可有效提高漆膜的致密性,降低漆膜的滲透性,從而延長漆膜對涂布件的防護(hù)時長。

3.3 耐老化性測試

通過采用氙燈老化試驗(yàn)箱對漆膜進(jìn)行耐老化性能測試,溫度參數(shù)是40℃,暴露周期采用黑標(biāo)溫度50士3℃輻照暴露8h,黑標(biāo)溫度50士3℃下無輻照冷凝4h,每一個周期記錄一次漆膜光澤度變化情況。通過光澤度變化評判其耐老化性能,當(dāng)試樣的主要性能指標(biāo)降至初始值的50%時終止試驗(yàn)。

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從圖4和表7數(shù)據(jù)結(jié)果可見,添加沉淀硫酸鋇M-700的漆膜,除了光澤度有輕度的降低以外,沒有出現(xiàn)漆膜發(fā)白,發(fā)黃現(xiàn)象,具有一定保光、保色性能。反觀添加普通沉淀硫酸鋇的情況,漆膜發(fā)黃,局部起泡,嚴(yán)重失光,性能急劇下降。由此可見,不同的沉淀硫酸鋇對防腐涂料耐老化性能的影響有多大。

3.4 耐水性

通過采用浸水試驗(yàn)法評估漆膜的防水性能,在常溫環(huán)境中,將制作好的漆膜樣板浸泡在水中,通過記錄漆膜樣板在水中浸泡120h后的變化情況來評估不同沉淀硫酸鋇漆膜樣板的耐水性好壞。

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從圖5、表8可看出,添加普通沉淀硫酸鋇的漆膜表面效果較差,出現(xiàn)了生銹、起泡、變色發(fā)白等問題,耐久性差,嚴(yán)重影響了涂料產(chǎn)品的使用。而添加我司的沉淀硫酸鋇M-700的漆膜在前期雖有輕微發(fā)白現(xiàn)象,但自然干燥后可快速恢復(fù),漆膜基本無異常。

3.5 防閃銹性測試

將涂料涂覆在打磨好的馬口鐵片上,在漆膜干燥前將樣板放置于相對濕度>95%、溫度25-30℃的密閉環(huán)境中24h,目測銹蝕程度。以單位面積銹點(diǎn)個數(shù)將防閃銹性劃分為5個等級:0級好,無缺陷;銹點(diǎn)≤2個為1級;2個<銹點(diǎn)≤5個為2級;5個<銹點(diǎn)≤10個為3級;10個<銹點(diǎn)≤20個為4級;銹點(diǎn)>20個為5級,差。

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閃銹在水性金屬涂料中是常見的現(xiàn)象,指的是被水性涂料涂覆后的金屬表面,在水和氧氣共存的條件下,涂層干燥前在金屬基材表面與涂層之間產(chǎn)生的小面積銹蝕現(xiàn)象。后期對漆膜的防護(hù)性有較大影響。
結(jié)合圖6和表9發(fā)現(xiàn),在不添加防閃銹劑的同等條件下,使用沉淀硫酸鋇M-700的漆膜沒有銹點(diǎn)出現(xiàn),有著優(yōu)異防閃銹性能。而添加普通沉淀硫酸鋇的漆膜出現(xiàn)了密集的銹點(diǎn),對閃銹的抑制能力較差,嚴(yán)重影響水性防腐涂料的性能。

4 結(jié)語

綜上所述,本報(bào)告以兩種不同的沉淀硫酸鋇為主體填料,分別添加到水性防腐漆中,在不添加其它防腐助劑和防銹顏料的前提條件下,通過對比防腐漆的相關(guān)性能表現(xiàn),充分體現(xiàn)出我司的沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇的巨大差距。沉淀硫酸鋇M-700在作為普通填料使用時,可起到填充作用,降低成本的效果。作為功能性填料使用時,可改善漆膜流平性、提高漆膜致密性、光澤度、增強(qiáng)漆膜防滲透性。同時,我司的沉淀硫酸鋇M-700純度高,電導(dǎo)率低,在耐鹽霧性、耐水性、防閃銹性等綜合性能上得到有效提升,在防腐涂料中起到緩蝕防銹的作用。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果的數(shù)據(jù)基于我司實(shí)驗(yàn)室所測,具體的實(shí)際效果應(yīng)以客戶所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及其配方體系為準(zhǔn)。


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