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    环氧树脂改性及其涂层的性能研究

    发布:bvwbuzsh 浏览:1674次

      摘要:通过硅溶胶来改善环氧树脂E-44的性能,以改性环氧树脂为基料,制备了富锌防腐涂料。应用电化学交流阻抗法研究了涂料涂层在质量分数为3·5%的NaCl溶液中的腐蚀过程。实验结果表明,添加硅溶胶可明显改善环氧树脂性能,当硅溶胶与环氧树脂E-44质量比5∶3防腐性能最好,同时该涂层具有较好的力学性能、耐热性和耐候性。根据交流阻抗谱图(EIS)响应特征,涂层在浸泡过程可分为3个主要阶段且涂层电阻变小。

      关键词:环氧树脂;硅溶胶;改性;防腐蚀

      环氧树脂泛指含有2个或2个以上环氧基,以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚体,由于具有优良的黏结性、电绝缘性、机械性能、耐腐蚀性等,在国民经济的许多领域得到广泛应用[1],但是环氧树脂的耐热性和耐冲击损伤性差,在很大程度上限制了其应用范围。

      笔者以环氧树脂E-44为基础树脂,采用正硅酸乙酯水解生成的硅溶胶进行改性,将硅溶胶引入到环氧树脂E-44分子中,形成具有适度交联的网状体系,从而达到降低环氧树脂的内应力、增加环氧树脂的韧性和耐热性等目的。并以此为基料制备了溶剂型富锌防腐涂料,该涂料最大的特点是可自由控制表干时间并且该涂料可自固化、在使用过程中无需加入固化剂,其保存期达到60h,给存储和施工带来了极大的便利。涂层具有较好的致密性和疏水性,能不同程度地阻滞腐蚀介质的传输[2-3],并用于汽车消音器的防腐处理,取得了良好的效果。

      1实验部分

      1·1主要原料

      环氧树脂E-44、聚乙烯醇缩丁醛、铝粉和锌粉均为工业品;正硅酸乙酯、乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇、丙酮和环己酮均为分析纯;硅溶胶和乙酰丙酮盐为自制。

      1·2硅溶胶改性环氧树脂E-44的制备

      在装有搅拌器、排除空气的三口烧瓶中,加入适量用乙酸乙酯、乙酸丁酯、环己酮、丙酮预溶好的环氧树脂E-44和催化剂,然后分批加入硅溶胶。在65℃下恒温反应2h,抽去溶剂即得相应环氧树脂改性产物。

      1·3试样的制备

      以普碳钢为金属基体,除涂装面(加工尺寸为20mm×20mm)外,其余各面用704硅橡胶封装,涂装面依次用80#、240#、400#、800#、1000#水磨砂纸打磨,浸入无水乙醇超声清洗脱脂。待试样干燥后喷涂制备的富锌涂料于涂装面,涂层厚度为20μm。

      1·4分析与测试

      中性条件下的盐雾实验采用上海实验仪器厂生产的FQY010A盐雾试验箱。

      耐候性测试采用WGG60镜向光泽度仪测定紫外线照射后涂层的光泽度。

      电化学测试采用PARSTAT2273电化学工作站。腐蚀介质为质量分数3·5%的NaCl溶液。电解池采用三电极体系,参比电极为带毛细管的饱和甘汞电极,辅助电极为铂片,试样为工作电极。开路电位下,正弦波激励信号振幅10mV,扫描频率为60kHz~20mHz。实验数据采用ZsimpWin软件拟合。其余检测均按相应的国家标准。

      2结果与讨论

      2·1合成工艺条件

      影响环氧树脂E-44改性的工艺条件主要有反应温度、催化剂用量和硅溶胶与环氧树脂E-44的质量比。经过优化实验得出以上3个参数的最佳值。