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1.1 用于自来水管的环氧粉末涂料的配方研究
环氧粉末涂料是由环氧树脂、固化剂、颜填料及其他助剂组成的一个复合体。涂料中各组分对涂料都能产生影响 。
1.1.1 环氧树脂的选择
环氧树脂是环氧粉末涂料的主要成膜物质,因此环氧树脂的选择十分重要。粉末涂料用环氧树脂应具有以下条件,才能获得优良的涂层性能。
(1)树脂必须具有足够的反应活性,含氯量要低;
(2)树脂软化点必须控制在88~
(3)树脂分子量分布范围要窄。
1.1.2 固化剂的选择
环氧树脂确定以后,固化剂就成为对涂料性能影响最大的因素。用于钢基材的环氧粉末涂料的固化剂应满足以下条件。
(1)能够在某一温度以上迅速与环氧树脂反应,直至固化,而在该温度以下几乎不与环氧树脂反应 ;
(2)无毒;
(3)货源充足,且价廉 ;
(4)形成的涂层与基材附着力高,且涂层性能满足管道涂装的要求.
1.1.3 颜料、填料的选择
可用于环氧粉末涂料的填料很多,如碳酸钙、硫酸钡、云母氧化铁、硅微粉等。填料的加入,可提高涂层硬度、尺寸稳定性及耐热性 ,还可以降低成本,但加入过多的填料,也会使涂层的物理机械性能劣化。对于管道用粉末涂料,所用填料还需考虑其耐酸、碱腐蚀的能力。因此,选择综合性能较好硫酸钡做填料。
至于粉末涂料中所用的颜料,根据中华人民共和国行业标准 (CJ/T12O-2000)的规定,采用海蓝色或乳白色。
环氧粉末涂层的性能侧试
采用试验研究确定的配方生产用于自来水管的环氧粉末涂料 (环星牌FC-17型环氧粉末涂料),该涂料经中国船舶工业技术检测中心测试,试验结果见下表。
检验项目 |
检测结果 |
检测方法 |
|||
附着力(划圈法) |
2级 |
GB/T1720-1979 |
|||
附着力(划开法) |
36.4Mpa |
GB/T5210-1985 |
|||
抗冲击 |
|
GB/T1732-1993 |
|||
弯曲 |
2(无涂层破坏) |
GB/T1742-1986 |
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硬度(铅笔) |
3H |
GB/T1739-1996 |
|||
扁平试验 |
扁平率8/10 不脱落
不开裂 |
CJ/T120-2000 |
|||
耐中性烟雾试验 |
涂层表面完好 |
GB/T1771-1991 |
|||
|
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耐化学药品性
(室温浸泡9个月) |
38%硫酸 |
涂层表面完好
|
GB/T1763-1979 |
||
20%硫酸 |
涂层表面完好
|
GB/T1763-1979 |
|||
37%盐酸 |
涂层表面完好
|
GB/T1763-1979 |
|||
30%盐酸 |
涂层表面完好
|
GB/T1763-1979 |
|||
20%氢氧化钠 |
涂层表面完好
|
GB/T1763-1979 |
|||
饱和氢氧化钠 |
涂层表面完好
|
GB/T1763-1979 |
|||
无水乙醇 |
涂层表面完好 |
GB/T1763-1979 |
|||
甲醛 |
涂层表面完好 |
GB/T1763-1979 |
|||
3%氯化钠 |
涂层表面完好 |
GB/T1763-1979 |
|||
|
涂层表面完好 |
GB/T1763-1979 |
|||
水平流动性 |
21min |
GB/T6554-1986 |
|||
胶化时间 |
85s |
GB/T6554-1986 |
|||
该自来水管粉末涂料(环星牌 FC-17型环氧粉末涂料)性能符合要求 ,经中华人民共 和国卫生部审核,符合《生活饮用水卫生监督管理办法》的有关规定,定为涉及饮用水的卫生安全产品(卫生许可批件文号为卫水字(2001)第 64号 )。
2. 涂层检测
自来水管道内壁涂敷环氧粉末涂层后,需要对涂层质量进行检测。检验项目有以下几项。
2.1 外观
涂层颜色采用卫生部认可的环星牌FC-17白色或蓝色,环氧粉末的外观应平整、光滑、无桔皮、不流挂。
2.2 厚度
要求自来水管两端及中央各部位的涂层厚度应一致,管内环向涂层厚度也应一致.同一环向取五点作为测量点,并取测定结果的平均值为涂层厚度值。这里需要指出的是,用磁性测厚仪测出的厚度值应减去镀锌层厚度,即为实际的粉末涂层厚度。
2.3针孔度
涂层应完整、细致、无贯穿性气孔。用电火花针孔标漏仪或低压涂层标漏仪测量针孔度。
1.单层重防腐粉末涂料
1.1粉末涂料的主要指标
单层重防腐粉末涂料使用最为广泛,其粉末涂料的主要产品指标目前执行的标准有SY/T0315-97以及用于自来水管道的CJ/T120-2000等行业标准,其中对一般钢质管道涂装的粉末要求如下表。
试验项目 |
质量指标 |
试验方法 |
|
外 观 |
色泽均匀无结块 |
目测 |
|
固化时间(min) |
180℃ |
≤5 |
SY/T0315-97 |
|
230℃ |
≤`1.5 |
|
胶化时间(s) |
|
≤90 |
GB/T6554-1986 |
|
230℃ |
≤30 |
|
热特性 |
符合环氧粉末生产厂给定特性 |
SY/T0315-97 |
|
不挥发物含量(%) |
≥99.4 |
GB/T6554-1986 |
|
粒度分布(%) |
150μm筛上粉≤3.0
250μm筛上粉≤0.2 |
GB/T6554-1986 |
|
密度(g/cm3) |
1.3-1.5 |
GB/T4472-1984 |
|
磁性物含量(%) |
≤0.002 |
GB/T2482-1986 |
1.2参考配方与配方设计注意点
重防腐粉末涂料,根据不同涂装厂要求及不同原材料厂家提供的材料不同有所差别,这一点材料生产厂一般需提供基础配方,特别是树脂与固化剂的用量比。固化速度可在一定范围内进行适当调整。以下为常熟佳发化学有限责任公司与西安天元化工厂提供的单层粉末涂料参考配方。
常熟佳发化学 |
西安天元化工 |
||||
材料名称 |
配方1 |
配方2 |
材料名称 |
配方1 |
配方2 |
酚醛环氧JECP-01A |
50 |
20 |
酚醛环氧 |
15 |
15 |
双酚A环氧E-12F |
50 |
80 |
双酚A环氧 |
85 |
85 |
固化剂 |
JECP-02B 25 |
JECP-03B 25 |
固化剂 TYG-20 |
22 |
22 |
沉淀硫酸钡 |
40 |
40 |
2-甲基咪唑 |
0.65 |
0.65 |
气相白炭黑 |
0.5 |
0.5 |
流平剂 |
1.2 |
1.2 |
活性硅粉 |
10 |
10 |
聚乙烯缩丁醛 |
2 |
2.2 |
流平剂 |
1 |
1 |
沉淀硫酸钡 |
20 |
30 |
安息香 |
0.3 |
0.3 |
增韧剂 |
20 |
5 |
颜料 |
6 |
6 |
其他助剂、颜料 |
3 |
12 |
德国巴斯夫涂料公司的制作单层粉末涂料的实例配方(重量份)如下:
颜料 2.0
用缩水甘油处理的活性硅粉 19.0
流平剂、脱气剂等添加剂 1.66
催化剂(SHEL EPON P104) 0.5
酚类固化剂(DOW XD8062) 13.8
双酚A环氧树脂(DOW DER664U ) 31
线性酚醛环氧树脂(DOW DER672U) 32
气相白炭黑Aerosil R972(作为流动性改善助剂)(Degussa)0.04
据称,该配方粉末涂料涂层无漏点、耐热水、耐阴极剥离性能良好。重防腐粉末涂料混合挤出制粉工艺与普通环氧粉末涂料大致相同,不同的是这类粉末涂料活性较高,挤出温度不能太高,以高出树脂与固化剂的软化点10-20℃即可。