2016年第9期参考答案:富锌涂料
以下为《欧洲涂料杂志》第9期配方培训中富锌涂料的参考答案。
基本配方
按规定的顺序添加原材料,并搅拌均匀:
环氧改性醇酸树脂(由脱水蓖麻油脂肪酸/干性植物油脂肪酸制备),8.5%
膨润土浆(10%),8.0%
二甲苯,2.0%
边搅拌边加入以下物质,然后在分散罐中预分散15min(搅拌速度21m/s),温度40°C~50°C。
气相二氧化硅,1.0%
锌粉,76.5%
边搅拌边添加以下物质:
催干剂溶液(钴),1.0%
抗结皮剂(酮肟),0.2%
调节至最终黏度:
乙酸丁酯,2.8%
参考答案-主要问题
问题1:富锌涂料的性能
除了所规定的要求性能外,富锌涂料还应具备以下性能:
良好的防腐性
易于施工
良好的贮存稳定性;沉淀物必须能够搅拌开
不易产生气体
可被其他涂层材料很好的覆盖
干燥迅速
问题2:富锌涂料的防腐作用
富锌涂料的防腐作用可通过两种理论来说明:
1.阴极保护作用:
锌主要是作为牺牲阳极起作用。在涂层破损处,铁、锌和水相互接触,锌离子进入溶液。这意味着铁不会被氧化,相对活泼的锌被牺牲。
2.屏蔽效应
锌粉微粒构建成一层保护膜,阻止腐蚀性材料渗透到基材。涂层中的孔隙和损伤处被锌、氧和水的反应产物[Zn(OH)2,ZnO]密封。富锌涂料中的锌含量至少要达到92%,才能使其防腐蚀性能达到最佳。
问题3:环氧改性醇酸树脂
a.合成
环氧改性醇酸树脂的合成分2步:首先是甘油三酸酯和环氧树脂之间的酯交换。在脂肪酸与环氧基团的反应过程中生成了脂肪酸改性环氧树脂:
第二步是环氧树脂中的—OH基与二元羧酸发生酯化,得到环氧醇酸树脂。在这个阶段,其他多元醇、单甘油酯也接入到树脂中。
b.性能
环氧改性醇酸树脂的显著性能是:
耐性优异
附着力高
高弹性
c.固化反应
环氧改性醇酸树脂是通过经典的氧化固化实现交联。在交联过程中双键首先被氧化。形成的自由基会与其他的脂肪酸自由基的双键产生交联反应。催干剂可以催化氧化固化过程。
问题4:锌粉的性能
除了前面提到的防腐性能,锌粉还具有以下性能:
蓝灰色粉末
为了确保良好的防腐性能,锌含量应大于98.5%,金属锌含量应大于92%。两者的差值是表面氧化物(锌的氧化物)。
粒径=2~9μm
吸油量=5~8g/100g
优质颜料可以与大多数传统基料润湿
不耐强酸和强碱
干锌粉活性高
锌粉是通过高压下雾化熔化的锌锭制得。也可通过将蒸发的锌冷凝制得。
问题5:锌粉的使用
当将锌粉用作颜料时,注意不要使用强酸或强碱性基料。否则可能会与锌粉产生化学反应。例如,锌粉与酸会产生氢气(有关风险问题,见问题9)。同时也会形成水溶性盐,大大降低富锌涂料的防护性能。确保锌粉具有较高的纯度也很重要(见问题4)。
问题6:助剂
因为锌粒子有较大的比重,所以会迅速沉降。这意味着使用防沉剂(例如膨润土浆)特别重要。环氧改性醇酸树脂需要加入催干剂和抗结皮剂。
问题7:锌粉的加入
锌粉的添加比较简单,应缓慢地添加到基料溶液中。这一过程应在带有搅拌的原材料分散罐中完成。
问题8:沉降行为
为了要确定沉降行为,可以通过使用调刀搅拌沉淀,以确认沉积物的性质(例如:沉淀深度、稠度、坚硬程度和能否被搅起等)。如果将涂料放入一个沉淀圆筒中,可以定量测量沉降层的深度。
使用“dynometer“表面张力仪,(一种用吊环法测定表面张力的仪器),通过测定将测量环浸入后拉起时的力,对沉降行为进行定量评估。
通过将涂料存放在一个较热的舱室中,可加速沉淀。这种“老化”过程的目的是希望在“加速老化”和在常温下进行存储之间寻找一个平衡点。
问题9:锌粉的使用
因为锌粉的颗粒细小,表面积大(相对于它们的质量),金属粉尘活性极高,十分容易燃烧。出于这个原因,应避免大量的粉尘沉积。金属粉应远离火源和火星,例如由静电放电而产生的火花。此外,微粒粒径小于3μm,很容易吸入到肺中,应戴好防尘口罩。
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