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消防管道用多組分環氧塗料配方設計

http://ed-garden.com    1 環氧樹脂塗料近年來的發展

    環氧樹脂塗料以其性能優異及應用廣泛而聞名於世,目前,環氧塗料已成為塗料工業中的支柱產品之一。環氧樹脂塗料以其突出的矽酸鋁纖維模塊防腐蝕,耐化學藥品性,具有高強度,耐磨損以及環保等特點以及逐漸成為未來塗料的發展方向。已被廣泛應用於石油化工,鋼鐵,交通運輸,海洋工程,地下設施矽酸鋁棉和船舶工業等領域。消防管道屬於管道運輸的一個分支,在鋼鐵管道製品中具有個別性和特殊的意義。對於其塗覆層的選擇也就提出了新的要求。

    2 專用於消防管道環氧塗料的配方設計

    2.1環氧樹脂

    分子結構中含有環氧基團的高分子化合物統稱為環氧樹脂。固化後的環氧樹脂具有良好陶瓷纖維模塊的物理、化學性能,它對金屬和非金屬材料的表麵具 有優異的粘接強度,介電性能良好,製品尺寸穩定性好,硬度高,柔韌性較好,對堿及大部分溶劑穩定,消防管道塗塑新標準要求非常嚴格,對環氧樹脂的要求也進 一步提高,使用單一的環氧樹脂,對於塗膜的性能而言常常是顧此失彼。這裏選擇多種環氧樹脂配合使用,使塗層的綜合性能得到更好的提升。首要選擇中分子量的 E-12環氧樹脂。它具有適中的黏度和較好的流動性。在此基礎上配合使用粘度稍大的高分子量E-07樹脂和高純度的E-11型環氧,提高塗料的附著力和柔 韌性。使用多組分環氧存在一個小的問題,粉末塗料膠化時間的調節略顯複雜,需要找到環氧樹脂、固化劑和促進劑之間協調比例,而不能單純靠促進劑量的增減。

    2.2固化劑

    固化劑又名硬化劑、變定劑,是與樹脂發生縮合、閉環、加成或催化等化學反應,使熱固性樹脂發生不可逆的變化過程的物質。現在工業化 大量使用的固化劑有雙氰胺及其取代產物、二酸二酰肼、咪唑及其衍生物、多元羧酸銨鹽、酸酐加成物、酚羥基樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂等。按照 CJ/T120-2008中附著力的測試方法進行測試,雙氰胺固化劑與環氧樹脂交聯形成的塗膜經過95℃的水煮超過24h後,很難達到好的附著力性能,一 般會大於3級。胺類改性後成膜效果提升,可用於高功能性防腐工業中。酚類固化劑與環氧發生加成反應,成膜期間沒有揮發性物質逸出,不會有針孔和氣孔產生, 適合消防器材及管道的塗覆。鸭王2選用的是改性酚羥基樹脂固化劑,實踐證明該交聯劑活性高,製成的粉末塗料可具有良好的流平性、化學抗性和絕緣性;相對其他 未改性的交聯劑,塗膜有突出的抗衝擊和抗彎曲性且附著力等級可達到1級,粉末塗料的儲存性和施工性也非常出色。

    2.3固化促進劑

    咪唑類和環脒類是雜環化合物,是環氧樹脂的良好固化劑,又是固化促進劑。國內的廠商大多選其作為促進劑。配合酚羥基樹脂與環氧固化交聯得到性能良好的塗膜。鸭王2選擇咪唑為固化促進劑。

    2.4助劑

    助劑是粉末塗料配方中的重要組成部分,與樹脂、固化劑、填料比較,其用量較少。隻占千分之幾或百分之幾,但它對塗膜性能的影響是不可忽視的,在某些情況下,助劑起到了決定性的作用。

    該配方的設計中,添加的助劑有流平劑、脫氣劑、消泡劑、矽烷偶聯劑、增韌劑、抗劃傷劑、附著力增強劑以及阻燃劑。

    流平劑、脫氣劑是平光環氧塗料中必不可少的成分。其中阻燃劑在防火塗料中 已有一定的應用,也在持續改進和完善中。而在這裏聚磷酸銨阻燃劑是針對消防管道塗覆塗料特別引進的助劑,目的在於最大限度的保證消防管道及器材在突發火險 中的可用性。矽烷偶聯劑是由矽氯仿(HSiCl3)和帶有反應性基團的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成,再經醇解而得,它本身有兩種基團;一種基團可以和被 粘的骨架材料結合;而另一種基團則可以與高分子材料或粘接劑結合,從而在粘接界麵形成強力較高的化學鍵,大大改善了粘接強度。在環氧塗料中引入矽烷偶聯劑 能提高樹脂與固體表麵之間的黏合強度與耐久性。其餘則均為功能增強型助劑,保證環氧塗料製成的內外塗層,特別是內塗層達到現行的國家標準。

    2.5填料

    填料包括體質填料和顏料,是絕大多數粉末塗料製作過程中不可缺少的部分。填料不僅可以改善製品的各種性能,還可以降低成本。該製品選用的體製填料為雲母粉,二氧化矽和矽微粉。顏填料為耐高溫紅色顏料。

    雲母作填料,可提高塗膜耐熱性;加入二氧化矽(白炭黑)可顯著提高製品的物性;矽微粉也是常用填料之一,外觀為灰色或灰白色粉末﹑ 耐火度>1600℃,內添加到製品中顯著提高其抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗衝擊及耐磨性能。特別是在氯鹽汙染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環境 下,可使塗料製品的耐久性提高一倍甚至數倍。

    正如鸭王2見到的很多消防器材、消火栓以及消防管道,均為紅色,一方麵紅色可以起到警示的作用,一方麵GB/T5315-2010中 也明確規定了塗塑層的顏色為紅色。在高溫實驗中,雖然允許塗塑管件外觀發黑或變暗,但實驗溫度高達300℃,所以顏填料首要選擇耐高溫性能好的。

    綜上所述,獲得環氧塗料專用於消防管道配方。

    3 環氧塗料應用於消防管道的意義

    環氧粉末在消防管道塗層中的應用和推廣,不僅提高了消防管道的實際工作能力,還延長了其使用壽命,降低了成本,降低了我國消防製品因結垢生鏽造成的浪費,也使國民的生命財產安全得到更有效的保證。

 

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