马凯军1,2 , 薛凤颖2 , 张志友2 , 陈长风1
(1. 中国石油大学 (北京) 新能源与材料学院, 北京 102249;
2. 国家管网集团东部原油储运有限公司, 江苏 徐州 221000)
来源:材料保护
2024年2月第57卷第2期
聚氨酯面漆; 中性盐雾; 老化试验; 防腐性能
聚氨酯涂料是较常见的一类涂料,其作为面漆具有优异的柔顺性、耐磨性、附着力、耐候性及耐化学性,广泛应用于建筑、地铁、管道、地面防水层等项目的施工,是我国目前应用范围最广、用量最大的涂料[1-3] 。
目前,聚氨酯涂料的研究方向主要有:聚氨酯的接枝改性研究、聚氨酯的杂化改性研究、聚氨酯涂料的功能化研究和环保型聚氨酯涂料的研究等[4,5] 。 接枝改性是用改性剂或单体在主链上引入特定的基团或功能性链段,如用苯乙烯或丙烯酸单体接枝改性后可提高涂料的干燥性能;引入环氧基团可提高附着力、耐水和耐酸碱性;引入有机硅链段可提高耐温性能等,由于聚氨酯链段具有可剪裁性,因此聚氨酯树脂在接枝改性方面的研究较多。 杂化改性主要是通过将聚氨酯树脂与环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、氟树脂等不同种类树脂共混或与碳纳米管、石墨烯等纳米填料杂化等方式,改善涂层的耐老化性、硬度、耐热等性,还能赋予涂料特殊的功能[6] 。 功能化研究主要聚焦于功能助剂或功能填料的研究及应用,助剂或功能填料的添加可使涂料具有防火、自修复、导静电、屏蔽电磁波、抗菌等特殊的功能,以适应特殊的环境或要求[7] 。 近年来,由于生态环境保护意识的不断增强,环境友好型涂料成为当前的研究热点,无溶剂聚氨酯涂料和水性聚氨酯涂料的研究逐渐得到重视。 水性聚氨酯是相对于溶剂型聚氨酯而言的,它以水为分散介质,通过一定的方法将聚氨酯粒子分散在连续相(水) 中形成二元体系。 以水为分散体系的聚氨酯具有环保、低毒、安全、易储存及使用方便等优点[8,9] 。 虽然水性聚氨酯涂料的研究取得了较大进展,但由于水性聚氨酯涂料易产生涂膜缺陷,耐水性与溶剂型涂料还有一点的差距。
本工作聚焦溶剂型聚氨酯涂料与水性聚氨酯涂料这 2 种目前使用较广的涂料,研究这 2 种聚氨酯涂料作为配套涂层的面漆在不同老化条件下的性能差异,以更好地衡量其使用的经济性和有效性。 本研究选取溶剂型丙烯酸聚氨酯与水性脂肪族聚氨酯涂料作为配套体系的面漆,另根据经验,配套涂层的中间漆可起到十分关键的防介质渗透作用,但水性涂料通常存在耐水性差的问题,且与溶剂型中间漆层间结合力差,因此为了便于比较面漆的性能,溶剂型聚氨酯面漆配套选用溶剂型环氧云铁中间漆,水性聚氨酯面漆配套选用无溶剂环氧防锈漆,以避免层间产生化学反应,而 2 种涂层的底漆则选用面漆产品所推荐的配套使用的底漆产品。 样板涂装自然干燥后,本工作将观察和对比 2 种涂层在 2种室内加速试验(中性盐雾、氙灯老化)和 1 种自然曝晒环境(海南岛自然老化)下涂层表面的变化,测试其防腐性能的差异,主要包括:观察中性盐雾试验后涂层表面微观形貌的变化,测试老化试验后面漆失光率和红外吸收光谱特征峰的变化,测试电化学阻抗谱并结合等效电路各元件参数对比 2 种涂层体系的防腐性能差异。 本工作将为聚氨酯面漆的选择和配套使用提供依据。
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