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新一代水性钢结构防腐涂料解决方案NeocrylXK801乳液

发布时间:2021年08月18日    点击:[0]人次

新一代水性钢结构防腐涂料解决方案——Neocryl® XK-801乳液

摘要:本文介绍了一款新型适用于水性钢结构防腐的丙烯酸树脂产品,展示了其优异的早期耐水性和耐盐雾性测试结果,并从树脂合成的原理角度进行了分析。

关键词:水性丙烯酸;防腐;早期耐水性;耐盐雾性

在工业防腐涂料领域,溶剂型涂料长时间以来占据着极大的市场份额。然而,随着环保要求的不断提高,溶剂型涂料的市场份额逐年下降,取而代之的是水性工业防腐涂料的崛起中国机械网okmao.com。其中水性丙烯酸涂料占有很大的比例,因为它具有极佳的干性、硬度、耐候性等特点。但在中国市场的实际使用中,常常由于早期耐水性或耐盐雾性不够好使得水性丙烯酸的推广受到一定限制。

本文介绍了一款专为中国市场定制开发的水性丙烯酸树脂产品,根据终端客户的实际需求对其早期耐水性和耐盐雾性进行了测试。

实验部分

水性成膜物质

水性丙烯酸乳液A,固体质量分数40%(市售);水性丙烯酸乳液B,固体质量分数40%(市售);水性丙烯酸乳液Neocryl? XK-801,固体质量分数40%(DSM),它的基本物理参数如表1。

其它助剂

润湿分散剂(毕克化学,明凌);消泡剂(赢创集团,毕克化学);基材润湿剂(赢创集团);润湿流平剂(赢创集团);成膜助剂(陶氏化学);增稠剂(明凌,陶氏化学);防闪锈剂(法国Asotec);防锈颜料(纽碧莱)。

制备工艺

清漆

在高速搅拌状态下依次加入各原料,全部加完后分散10分钟出料。

色漆

研磨部分在中速搅拌状态下依次加入各原料,研磨至合适细度过滤待用;后混合部分在高速搅拌状态下依次加入各原料,全部加完后分散10分钟出料。

水性丙烯酸树脂底面合一漆基础配方

清漆

黑色底面合一漆(PVC=20%)

灰色底面合一漆(极高PVC=38%)

表2 ? 水性丙烯酸树脂清漆基础配方

表3 ? 水性丙烯酸树脂黑色底面合一漆基础配方

表4 ? 水性丙烯酸树脂灰色底面合一漆基础配方

实验仪器设备

Dispermat CV3-plus高速分散机,VAM公司;MS4002TS电子天平,Mettle Toledo公司;W-101喷枪,IWATA岩田公司;Q-FOG盐雾腐蚀试验机,翁开尔公司。

测试方法

按照HG/T 5176-2017《钢结构用水性防腐涂料》中的标准要求,对涂膜的早期耐水性、耐盐雾性等进行测试。

结果与讨论

早期耐水性

早期耐水性,即漆膜在没有实干条件下的耐水性,用于反映实际施工后漆膜在户外遇到下雨、露水等情况下的耐水表现,是中国市场客户在金属工业涂料应用中迫切需要的关键性能。结合终端客户的干燥时间,在实验室通常模拟的干燥时间有室温自干4小时、室温自干24小时、50℃烘烤30分钟等。

清漆的实验结果

基材:打磨后的冷轧钢板

干膜厚:40um

干燥条件:室温自干4小时

泡水时间:7天

从图1可以看到,耐水7天刚取出后,XK-801仅有失光和泛白没有起泡,两支市售竞品除失光泛白外均有大量起泡;恢复后,XK801的失光和泛白均消失,两支市售竞品均生锈。

黑色底面合一漆(PVC=20%)的实验结果

基材:打磨后的冷轧钢板

干膜厚:40um

干燥条件:室温自干2小时

泡水时间:24小时

图2 ? Neocryl? XK-801黑色底面合一漆早期耐水

图3 ? Neocryl? XK-801早期耐水前后漆膜微观形貌图

从图2可以看到,耐水24小时后XK801黑漆漆膜仅有轻微的泛白,没有起泡生锈等现象。

为了进一步验证耐水性能,我们用显微镜对漆膜微观形貌进行分析,进一步确认产品的耐水性能。分别选取耐水测试前、耐水测试后以及不进行测试的样板进行对比分析。从图3可以看到,耐水测试前的漆膜外观与标样一致,呈现出典型的金属板的形貌。但是,在经过耐水测试之后的漆膜与这两者相比,没有任何显著变化,尤其是没有出现气泡,表明没有水的渗入。这种良好的耐水性能,进一步验证了我们在对本款产品进行聚合物结构设计时的构想,即引入了自组装结构(见图4),通过软段部分的调节作用,使得该聚合物具有优异的成膜性,以达到在较短干燥时间下提高漆膜的致密度,阻止水气渗入,从而实现了优异的漆膜耐水性。

图4 ? Neocryl? XK-801聚合物自组装结构

耐盐雾性

黑色底面合一漆(PVC=20%)的实验结果

基材:打磨后的冷轧钢板

干膜厚:100um

干燥条件:室温自干7天

耐盐雾时间:500小时

图5 ? Neocryl? XK-801黑色底面合一漆耐盐雾性

图5中左侧板划叉右侧板未划叉,经过500小时盐雾后板面良好,没有起泡生锈,划叉处的蔓延小于2mm。

灰色底面合一漆(极高PVC=38%)

基材:打磨后的冷轧钢板

干膜厚:70um

干燥条件:室温自干7天

耐盐雾时间:120小时

图6 ? Neocryl? XK-801灰色底面合一漆耐盐雾性

PVC38%对于工业漆来说是非常高的PVC值,在这样的PVC下,漆膜的耐盐雾性会受到非常大的影响,常见的树脂一般只能做到48小时。如图6,左侧XK801在120小时盐雾后板面良好没有起泡,划叉处蔓延小于2mm;右侧市售产品盐雾后整个板面起泡,这也是高PVC下盐雾最容易出现的问题。

前文提到在对聚合物的结构设计上,我们引入了自组装概念,实现对漆膜致密度的提高,进而提升耐水耐盐雾性能。除此之外,为了满足高PVC下的良好性能,我们进一步进行了针对性的研究。众所周知,在高PVC下,树脂对粉料的包裹性必然会对漆膜的总体性能产生影响,而为了提高树脂对粉料的包裹性,我们希望引入一定的羧基,与粉料形成一定的分子间作用力,进而来帮助对粉料的分散,如图7。但与此同时,羧基由于其本身的所带有的亲水性,又会导致对耐性的负面影响。为了解决这一问题,我们创新性地将主要的羧基引入到聚合物侧链上,进而实现在具有良好粉料包裹性的同时,将对耐性的影响程度降到最低。

图7 ? Neocryl? XK-801聚合物链段引入羧基

结语

Neocryl? XK-801树脂具极佳的早期耐水性和耐盐雾性,在兼顾柔韧性的同时保持较好的硬度,它定能够在中国水性工业涂料市场取得巨大的成功。

参考文献

HG/T5176-2017《钢结构用水性防腐涂料》