环氧防护涂料的新进展

环氧树脂涂料通常用于保护和海洋涂料因其通用性和优异的耐腐蚀性能而畅销市场。不幸的是，分开包装的环氧树脂树脂和酰胺或胺硬化剂是必须的;否则，两种组件将化学反应并导致短的短路锅里的寿命如果过早地混合。目前存在的单包环氧涂料对大多数保护和海洋涂料应用来说并不坚固或不切实际，因为它们需要烘烤固化。

这篇文章将描述一种新的环氧树脂涂层允许在单包装产品中真正环氧胺固化的技术。与传统的双组份环氧树脂产品相比，新的环氧树脂涂层技术的性能、方便性和环保考虑因素将被检验。

环氧涂料的介绍和历史

直到20世纪50年代左右，绝大多数的单包涂料都用于底物保护提供了优良的耐水、耐化学药品和耐腐蚀性能，但他们有很高的溶剂内容，它需要几个涂层来获得目标干膜厚度(DFT)，并包含很大比例的危险性挥发性有机化合物．由于1970年代中期在美国中期推出的规定，这些涂料失去了支持，并被双包环氧涂料所取代。

双组份环氧涂料有一些缺点。这些成分必须保持分离，直到涂层应用开始。虽然这些成分是预先测量的，以便完全使用，但如果在现场没有精确的测量或称重设备，试图混合一小部分成分来完成一项小工作是有问题的，可能会造成浪费和损失。最后，很难生产一套低VOC环氧涂料，因为它们很容易进水，从而缩短了涂料的保质期。

这些缺点通过一种新型的单封装涂层得以消除，这种涂层的性能可与标准的双组分环氧涂层相媲美，甚至可以用于具有挑战性的应用，如远洋船舶的甲板和上层结构。这一新技术解决了稳定性有限、保质期过短的问题，是本文研究的课题。

测试和结果

测试了环氧涂料的防腐效果ASTMISO加速腐蚀实验室测试。新的单包环氧技术在两种不同的市售双组分环氧聚酰胺控制下进行了测试。(了解更多关于测试为确定工艺容器的适当内衬系统而进行的进一步试验．)

材料

组冷轧钢板用不同尺寸的板来评估其耐腐蚀性能。测试小组是粗暴地抨击以获得所需的表面轮廓。实验室测试使用Q-Fog柜。

方法

涂覆钢试验板，使其干燥（固化）7天，用X-SCREE或2英寸垂直划线划线，并经过测试方法规定的适当测试环境。以预定的间隔，从机柜中除去测试板，并根据ASTM D714标准测试方法评估用于评估涂料的涂料和ASTM D610标准试验方法的标准测试方法，用于评估涂漆钢表面的生锈程度。评级尺度的摘要如表1所示。

评级指南
每ASTM-D610生锈		每ASTM-D714起泡
10 -没有	4 - 10％	大小	频率
9 - < 0.03%	3 - 16%	10 -没有	D -密度
8 - < .01%	2 - 33％	8 - < 1/32 "	MD -中等密度
7 - < 0.03%	1 - 50%	6 - < 1/16 "	M -介质
6 - <1％	0 - 100％	4 - <1/8“	F -几
5 - < 3%		2 - <1/4“	VF -很少

表1。ASTM生锈和起泡的额定值指南。

ASTM B117盐雾测试结果

经过1000小时，2000小时和3000小时的接触间隔ASTM B117.，测试板被移走并检查是否生锈起泡．在使用油漆剥离器去除涂层后，进行划线蠕变测量。结果如表2所示。下面报告的所有等级和划线蠕变值是每组中三个测试板的平均值。

产品	Avg DFT(千)	曝光时间(小时)	Unscribed区域		刻区域
			猛烈的 (D714)	生锈 (D610)	猛烈的 (D714)	文士蠕变(毫米)
单包环氧	5．1	1000	10	10	10	0．9
环氧聚酰胺一	4．9	1000	10	10	10	0．5
环氧聚酰胺B.	4．9	1000	10	10	10	1．2
单包环氧	5．0	2000	10	10	10	1．2
环氧聚酰胺一	5．1	2000	10	10	10	1．7
环氧聚酰胺B.	4．8	2000	10	10	10	1．5
单包环氧	4．7	3000	10	10	10	1．5
环氧聚酰胺一	4．9	3000	10	10	10	1．6
环氧聚酰胺B.	5．2	3000	10	10	10	1．1

表2.盐雾效果。

结果和照片盐雾剥离前(图1)和剥离后(图2)的划线区域表明，单包环氧树脂的耐腐蚀性类似于两种环氧-聚酰胺涂层控制，没有观察到的现场生锈或起泡。刻痕蠕变也可与控制相比。

图1所示。剥离前的3000小时盐雾面板。

图2.剥离后3000小时的盐雾面板。

ASTM D5894循环预测测试结果

与盐雾测试一样，根据ASTM D5894，对每一种评估产品，三组产品，每组由三个面板组成，暴露于循环盐雾/紫外线暴露。1500小时(约4.5个循环)和3000小时(约9个循环)照射间隔的结果如表3所示。

产品	Avg DFT(千)	曝光时间(小时)	Unscribed区域		刻区域
			猛烈的 (D714)	生锈 (D610)	猛烈的 (D714)	文士蠕变(毫米)
单包环氧	5．3	1500	10	10	8 f	0．8
环氧聚酰胺B.	5．5	1500	10	10	8 f	0．7
单包环氧	5．9	3000	10	10	8 f	1．1
环氧聚酰胺B.	5．4	3000	10	10	8 f	1．3

表3。Prohesion测试结果。

再次，结果表明，单包环氧树脂的耐腐蚀性能与双包环氧-聚酰胺涂层相似，没有明显的现场生锈或起泡。刻痕蠕变也可与控制相比。在剥离划线区域之前(图3)和之后(图4)的循环预言曝光面板的照片如下所示。

图3 - 3000小时循环预言，剥离前。

图4。3000小时循环预言，剥离后。

涂料的物理性能

被破坏的涂层表面是水、氧和腐蚀性化学物质的进入点。因此，对三种涂层进行了评价，以确定其耐磨性能、膜硬度发展、抗冲击性能、附着力和稳定性等物理性能，这些性能都有助于涂层的抗腐蚀能力和扩展涂层的性能使用寿命．

耐磨性。ASTM D 4060泰伯磨料的有机涂层耐磨性是评价涂层耐磨性的常用方法耐磨性有机涂料。耐磨性是根据表面被磨损一定次数后的重量损失来计算的。单包环氧树脂的结果与相同的两种市售聚酰胺环氧树脂进行了比较。

产品	平均体重减轻(mg)
单包环氧	154
环氧聚酰胺一	108
环氧聚酰胺B	250

表5所示。耐磨试验结果。

单组分环氧树脂的耐磨性是可比较的，介于双组分环氧聚酰胺涂层的结果之间。

薄膜硬度的发展。ASTM D 4366用摆振试验测定有机涂层硬度是评价涂层硬度的常用方法有机涂料．比较了单包环氧树脂和环氧聚酰胺A的摆锤硬度随时间的变化。两种涂层的硬度发展相似(图5)。

图5。摆锤硬度测试结果。

抗冲击性。如前所述，损坏的涂层是腐蚀的起始途径。在防护和船舶涂料经常使用的地方，往往包含许多意外损坏的机会，因此抗冲击的能力有助于涂料的整体效果。如表6所示，单包环氧涂层的抗冲击性能与控制产品相当。

产品	抗直接冲击(in-lbs)
单包环氧	36
环氧聚酰胺一	24
环氧聚酰胺B	39

表6所示。影响测试结果。

附着力。根据ASTM D4541涂层拉脱强度测试标准，使用便携式粘连测试仪对单组分环氧树脂的性能性能与两种商用环氧树脂-聚酰胺对照物进行了比较。所有三种产品的结果都相似(表7)。

产品	粘连(psi)
单包环氧	900
环氧聚酰胺一	1000
环氧聚酰胺B	1000

表7所示。附着力测试结果。

稳定。为了测试新型单组分环氧涂料的稳定性，将样品置于烘箱中，在室温下加速老化效果。结果如下表8所示。

最初的	1周	2周	3周	4周	5周	7个wk.	8周	9周	10周	12 WK.
71	71	71	69	68	70	75	78	78	81	83

表8所示。在120°F的温度下，粘度随老化而增加。

虽然当样品暴露于升高的温度时，观察到随时间的一些粘度增加，但是粘度新型单包环氧树脂的稳定性超过一年，这被认为是该类型涂料的足够保质期。

其他属性

新型单组分环氧树脂和双组分环氧树脂涂料的其他性能如下表(表9)所示。

产品	体积固体	VOC(磅/加仑)	#的组件	混合比例	锅寿命（70°F）	接触干燥(70°F)	硬干(70°F)
单包环氧	63％	2．6	1	不适用	不适用	1小时	8小时
环氧聚酰胺一	68％	2．6	2	4比1	3小时	2小时	12小时
环氧聚酰胺B.	66％	2．6	2	4比1	4小时	15分钟	5小时

表9所示。这三种产品的典型特性。

结论

在指定、选择或应用保护性和海洋涂料时，应考虑下列结论:

• 单组分涂层的便捷性比多组分涂层具有优势。消除了决定混合比例的固有困难，以及对锅寿命的限制。
• 到目前为止，在具有挑战性的保护和海洋应用中，单封装涂层的耐腐蚀性不足。(了解更多关于这些环境海洋结构为第三方检查员创造了独特的挑战．)
• 一种新的单组分环氧涂层提供了合理的保质期，具有很高的耐腐蚀性，与市售的双组分环氧聚酰胺涂层相当。
• 除耐腐蚀外，新型低VOC单包环氧涂料的物理性能与双组份环氧聚酰胺涂料相似。