摘要:通過選擇适當的聚酯樹脂和環氧樹脂,配以适當的异氰酸固化劑,研制了一种用于油箱的環氧聚氨酯耐油涂料。檢測結果表明,該涂料具有良好的低溫干燥性能、耐腐蝕性能,优异的耐油性能特別是耐高溫油性能。該涂料將在各种工程設備的油箱中具有廣闊的應用前景。

關鍵詞:環氧;聚酯樹脂;聚氨酯;耐油

0　引　言

油箱是工業生產中應用非常廣泛的一類設備,如工程机械的液壓油箱、大型柴油發電机的冷卻机油箱等,使用過程中,油箱材料的腐蝕產物往往會影響油料的使用性能,堵塞管道、增加阻力,甚至使机器無法正常運轉。因此,油箱的生產、制造過程中油箱材料的防腐問題受到人們的普遍關注。人們采用了各种不同的防腐蝕措施,以延長油箱設備的使用壽命。其中,由于采用耐油涂料涂覆油箱金屬基材表面阻止油料介質對基材的腐蝕,施工簡單,成本低廉,因而普遍使用[1]。

目前市場上使用的耐油涂料主要有環氧耐油涂料和聚氨酯耐油涂料兩种,其中環氧耐油涂料具備优异的耐油性能与防腐蝕性能,但是其低溫干燥性能較差,在5℃以下的環境中,兩組分之間基,本不會固化;而聚氨酯耐油涂料有优异的耐油性能、較好的表面裝飾性能,并能在低溫下干燥,但是該類涂料的耐腐蝕性能較差,特別是耐鹼性較差。因此,本研究擬選擇合适的環氧樹脂和聚酯树脂,配以合适的固化剂,开发出一种环氧聚氨酯耐油涂料,它将综合环氧树脂耐油涂料与聚氨酯树脂耐油涂料的优点,具体优异的耐油性能\耐腐蚀性能\低温干燥性能\表面装饰性能等.

1  試驗部分

1 1　原材料

聚酯樹脂:自制;環氧樹脂:太倉;TDI聚合物:自制;混合溶劑:自制;顏料、助劑、溶劑:工業級。

1 2　涂料配方

環氧樹脂的相對分子質量越大,与其他樹脂的混容性越差,環氧樹脂的相對分子質量越低,則參与交聯反應的羥基越少,為了保証環氧樹脂在体系中具有良好的混容性,同時又有足夠的羥基參与交聯反應,本配方中使用中相對分子質量的環氧樹脂,及与其相适應的聚酯樹脂。常用的异氰酸酯固化劑包括脂肪族和芳香族兩類,脂肪族固化劑的耐候性好,但成本高;芳香族的异氰酸酯固化劑成本低,耐化學性好,由于用于室內,不需要很好的耐候性,因此選擇芳香族异氰酸酯固化劑。本研制涂料為雙組分涂料,其配方如表1所示。

1 3　涂料制備

按表1配方,將環氧樹脂在加熱的條件下,用自制溶劑溶解成60%的樹脂溶液,降溫后在攪拌的條件下加入聚酯樹脂,然后依次加入其他組分,經高速分散30min后,進入砂磨机研磨至細度達到20μm時出料,用自制溶劑調整黏度(轉子黏度計測量)為3000～5000mPa‧s后即得甲組分。乙組分(固化劑)采用TDI的聚合物,控制固体分為(50±2)%,异氰酸根含量為(9 5±1)%。

1 4　漆膜性能檢測

1 4 1　漆膜的制備及常規性能檢測

將上述涂料按比例加入固化劑,用自制的溶劑將黏度調整至14～16s(涂-4杯),用空气噴涂的方法在標准的馬口鐵板上制成(23±3)μm的漆膜,漆膜在溫度為(23±2)℃,濕度為(55±5)%的恒溫恒濕條件中干燥48h后檢測其漆膜的光澤、硬度、附著力、柔韌性等基本性能。

1 4 2　漆膜耐油、耐溫、耐蝕性能檢測

按照1 4 1制得一系列漆膜樣板,將其在標准條件下干燥168h后進行耐油(汽油、煤油、柴油)、耐溫及耐腐蝕性能檢測。

1 4 3　漆膜的低溫干燥性能

按照1 4 1制得樣板,將樣板分別放在23℃和0℃的環境中自然干燥,在不同的時間測定漆膜的硬度,考察其低溫干燥性能。

2　結果与討論

2 1　漆膜基本性能

按照1 4 1中的涂膜制備方法制得一系列環氧聚氨酯涂膜,采用相應標准對涂膜的基本性能進行了檢測,檢測結果如表2所示。從檢測結果可以看出,該產品的光澤高、硬度高、附著力、柔韌性优异。

2 2　漆膜耐油及耐腐蝕性能

將環氧聚氨酯涂膜樣板在標准條件下干燥168h后,將其浸于汽油、煤油、柴油中進行耐油性能檢測,同時考察其在高溫油中的耐油性能。同時,在3%NaCl溶液和0 1mol/LNaOH溶液中對其耐腐蝕性能進行了檢測,結果如表3。由表3可知,使用本研究涂料所制備的漆膜具有良好的耐蝕性能、优异的耐油性能,特別是耐高溫油性能。

2 3　漆膜的低溫干燥性能

研制的環氧聚氨酯耐油涂料能否在低溫下使用,与其低溫干燥性能緊密相關。按照1 4 1的漆膜制備方法制得漆膜樣板,將它們放在0℃的環境中自然干燥,在不同的時間測定了其漆膜的硬度,并与在23℃下干燥的漆膜進行了對比,結果見表4。結果顯示,漆膜在0℃條件下仍可以交聯固化,但交聯速度較慢,完全固化的時間較長。

4　固化劑用量對漆膜性能的影響

固化劑用量對涂料的性能將產生重要影響,固化劑用量過高,—NCO基團過剩較多,它將与空气中的水蒸气反應生成　,盡管在一定程度上增加了交聯密度,提高了硬度和耐化學性,但會導致漆膜的脆性增加,耐沖擊性和柔韌性下降,并影響漆膜的表面效果,增加气泡、針孔等弊病,使漆膜防腐性能降低。反之,固化劑用量過少,交聯密度過低,漆膜的硬度和耐化學性能都會下降,耐溶劑及耐油性下降。經過對比不同n(NCO)︰n(OH)比例下的漆膜性能,确定當n(NCO)︰n(OH)=1 0～11之間時的固化劑用量較為合适,試驗結果如表5所示。

3　結　語

采用聚酯樹脂、環氧樹脂与异氰酸固化劑研制的環氧聚氨酯耐油涂料具有良好的低溫干燥性能、耐腐蝕性能,优异的耐油性能特別是耐高溫油性能。該產品經工程机械的液壓油缸內壁及大型柴油机的潤滑油缸內壁使用,也証實該產品的耐油性能优异,特別是耐高溫潤滑油性能优异,另外該產品的低溫施工性能优异。還可在其他儲油罐的內壁使用,具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]　趙兵,王永春.聚氨酯耐油涂料在油箱中的應用[J].涂料工業,1996,26(4):30.