《铁路桥梁支座用环氧富锌防腐涂料耐盐雾性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路桥梁支座用环氧富锌防腐涂料耐盐雾性能研究（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、铁路桥梁支座用环氧富锌防腐涂 料耐盐雾性能研究作者：曾凡辉，姜其斌1，包胜军1，陈宪宏2 (1株洲时代新材料科技股份有限公司，湖南株洲4120072湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082)摘要：通过对铁路桥梁支座用环氧富锌防腐涂料的耐盐雾性能进行研究，制得了具有优异防 腐功能的新型环氧富锌涂料。研究了涂膜的PVC值、硅烷偶联剂和环氧固化剂对环氧 富锌防腐涂料耐盐雾性能的影响。结果表明当涂膜的PVC值为42，干漆膜中锌粉含 量为82，且配方中选用某环氧基硅烷偶联剂和某腰果油改性环氧崮化剂时，环氧富锌 防腐涂料的耐盐雾腐蚀可达1 5】8 h。关键词：环氧富锌涂料；防腐涂料；耐盐雾1 1主
2、要原材料 0引言 环氧树脂，工业级，岳阳巴林石化公司；锌粉， 近几年，我国铁路经历了六次大的提速，同时 325目，长沙锌业公司；硅烷偶联剂，化学纯， 新的 高速客运专线的建设也已全面展开，从安全的武大有机硅公司流平剂，化学纯，德国毕克公司 角度看，列车的提速，要求尽量减少铁路弯道和平 防沉剂，化学纯，台湾德谦公司：混合溶剂，工业 交道口，则需要建设大量的铁路桥梁，同Bj也为铁 级，自配；环氧固化剂，工业级，上海美东公司。路专用的桥梁支座提供了广阔的市场应用前景。高 速铁路专用桥梁支座要求使用寿命801 00 a，防12环氧富锌涂料的制造工艺腐涂层维护周期为20一25 a，能够适应C4和C5按配
3、方量称取环氧树脂、助剂和混合溶剂，分 级的大气腐蚀环境，耐砧雾腐蚀(划叉)大于1 O散均匀，加八锌粉，高速分散30分钟，调整粘度 h，普通的防锈涂料很难满足如此苛刻的要求。 1120 S(涂4杯)，过滤出料。所制得的漆料 环氧富锌涂料是一种喇腐蚀性能优异的重防腐组分与固化剂组分按9：1的比例(重量比)配制成 涂料，已广泛应用到工业防腐的各个领域。富锌涂环氧富锌防腐底漆。 料的防腐蚀机理主要是锌的电化学保护作用，利用 锌的电位较铁基负，形成一个以锌粉为阳极，钢铁13耐盐雾试验 为 阴极的电池，在腐蚀环境中腐蚀牺牲锌粉(阳极)231使用仪器及材料而保护钢铁(阴极)。 盐雾箱：高铁检测仪器(东莞)有
4、限公司生产本文通过对环氧富锌涂料进行耐盐雾腐蚀试验的GT一7004一L型盐水喷雾试验机：氯化钠：分析纯； 研究，制得了具有优异防腐功能的新型环氧富锌重试板：1 mm厚1mm x 150 mm的冷轧钢板。 防腐涂料。满足了高速铁路专用桥梁支座防腐的需 2，32样板制作方法要。冷轧钢板的表面处理按GBT9271-1 988进 行，采用压缩空气喷枪喷涂，喷涂两遍，隔24 h1试验部分 喷涂第二遍。控制干膜厚为(805)um，室温放l昌匿固。叩，。，。，、ee置7d后，在试板上沿对角线划十字交叉型划痕，划 渐增大，且柔韧性、附着力和耐冲击性均逐渐降 痕处露出金属底板，再用松香和石蜡封边。 低。这是因为
5、在低PVC值的情况下，涂层中聚合2，33试验过程物树脂基料的数量可足以包覆涂层中的颜填料颗 按国标GBT1 771进行试验。将试板以1 50一 粒，此时涂层为一连续致密的膜，而当涂膜中的颜250。度角放置在盐雾箱内，每48 hA察一次试验 填料体积浓度超过CPVC(临界体积颜料浓度)值 结果，每96 h测定一次喷雾量。按铁标TBT 2772时，漆膜的渗透率和锈蚀增加C33。对普通防锈涂料1 997“铁路钢桥用防锈底漆供货技术条件”评判 而言，一般希望其PVC值小于CPVC值，此时涂试验结果。料有好的耐盐雾腐蚀性能和优曳的机械性能，而对 于富锌涂料而言，却希望其pvoi大于cPvo宜， 2结果与
6、讨论这样锌粒之间才有可能直接接触，在涂料内部形成21PVC值对涂膜耐盐雾性能的影响完整的导电电路，这也是牺牲阳极作用的要求C4)。 但富锌涂料的PVC值并非越高越好，由表1可知，欲使环氧富锌涂膜导电发挥牺牲阳极的作用， 配方最佳的PVC值为42，此时对应的漆膜(干 涂膜中就要求含有大量的锌粉粒子，它们相互接 膜)中的锌粉质量百分含量为82，涂料具有最佳 触，并和钢基体也保持电接触c1)。一般涂料干膜中 的机械性能和耐盐雾腐蚀性能，耐盐雾腐蚀试验时 锌粉含量大于77时，富锌涂料才有导电和保护间可达1 518 h。 阴极的作用C23 o但涂层中锌粉含量过高，易导致涂层多孔，附着力、柔韧性和抗冲击强
7、度下降，富锌 22硅烷偶联荆对涂膜耐盐雾性能的影响 涂 料上若再涂覆其他高固体分面漆，便会使面漆产硅烷偶联剂能够显著提高涂膜的内聚力以及对生气泡、针孔，降低防腐蚀效果。金属基体的附着力。有机硅偶联剂的通式为X，Si 对于环氧富锌涂料而言，由于其涂瞑中仅含锌(CH，)。Y，X基团是易水解的基团，可与金属基体 粉一种颜填料。故涂料的PVC值(体积颜料浓度)表面的羟基或水反应。Y基团是选择来与给定树脂 和漆膜中锌粉的质量百分含量有着直接的一一对应发生反应的有机官能团“，。对于本研究选用的硅烷 关系。涂料的PVC值对涂料性能的影响结果如表偶联剂，Y基团为环氧基官能团。干净的钢板基体 1所示。表面不是铁
8、，而是水合氧化铁，反应性硅烷偶联剂 表1涂料的PVC值对涂料性能的影响的X基团和金属基体表面的羟基(或表面的水层)形 成氢键，然后缩聚而成氧丙环键，这样在湿态条件 下，有机材料对无机底材具有很高的粘接强度。其 形成过程如图1所示o】。一 堋一卜O一擞，汴。J卫以 ，岬。剂高约18。理论认为，盐雾试验中漆膜浸水后 2 ram)，而图2(b)添加硅烷偶联剂的配方划叉处仅 由于吸水起增塑作用，真L约会下降3。，若 轻微锈蚀(锈蚀宽度约为1 mm)。其主要原因有 涂层浸水后其L仍超过试验环境温度，其附着点并 两个方面：首先是进行盐雾试验时，漆膜在一定温 不因涂层松弛而移动，仍固定于原附着点，即湿附 度
9、下浸水后由于吸水起增塑作用，涂层产生松弛现 着力良好o，。另外其分子结构上既带憎水性优异的 象，使漆膜与金属底材间的附着力下降，添加硅烷 长脂肪链，又含抗化学腐蚀的苯环结构，这样涂料 偶联剂后，硅烷偶联剂与金属底材表面形成化学 的耐盐雾腐蚀性能就得到了大幅度提高。 键，漆膜与底材的附着力得到了提高；另一方面，硅烷偶联剂的环氧官能团还与胺类固化剂发生了有 限的共聚反应，与环氧树脂固化体系形成互穿聚合 物网络结构，极大地提高了漆瞑的内聚力，从而 提高了涂料体系的致密度，使锌粉颗粒能够紧密接 触，保证了导电通道的畅通，所以添加硅烷偶联剂 后，环氧富锌涂料的耐盐雾腐蚀性能得到了较大提 高，1 COO
10、h盐雾试验后划叉处锈蚀宽度仅为1 mm 左右。(a)采聚酰胺固化剂 (b)某改性酚醛胺固化23不同环氧固化剂对涂膜耐盐雾性能的影 田5不同环氧固化剂样板耐盐雾腐蚀性能对比响3结论环氧富锌涂料中所含的环氧基团与胺类环氧固 化剂中的活性氢可进行化学交联反应，从而形成，性 当环氧富锌涂料配方中选用某环氧基硅烷偶联目圈彻。索剂和某腰果油改性环氧固化剂时，改善了涂料的对 参考文献 底材的附着力和漆膜的内聚力，提高了漆膜的交联(I)(3i udLce C zinc nwll EPOXy Based of lameIlar zinc Dust密度和玻璃化转变温度，从而较大幅度的提高了涂 surfaceCoa
11、tinSs International，1997(6l 788j 料的耐盐雾腐蚀性能。(2)事国莱，张慰盛，首从胜重防腐涂料北京：化学工业出 当环氧富锌涂料涂膜的PVc值为42，干漆版社1 999：12-1 5f3】 虞兆年防腐蚀涂料和涂装北京：化学工业出版社2002= 膜中锌粉含量为82时，环氧富锌涂料具有最佳4754f 99202 的机械性能和耐盐雾腐蚀性能，其耐盐雾腐蚀试验643洪啸吟冯救保涂科化学北京：科学工业出版社1097：1 32269-270 时间可达1 51 8 h，满足了高速铁路专用桥梁支座 53曾凡辉，姜其斌陈宪宏硅烷偶联荆wD一60在环氧防腐涂 防腐的需要。料中的应用【J】潦科工业，2007，37(1)：2728191 2DD7年7月ml
