随着工业的快速发展,环境保护问题正在世界各地得到越来越多的重视,尤其是在中国。2015年初,中国政府声称solventborne涂料制造商开始缴纳VOC税高达4%。因为粉末涂料是几乎无挥发性有机化合物的仪器,这将提供粉末涂料制造商更多的发展机会和当地政府的支持。

粉末涂料广泛应用于各个领域,如建筑、汽车、管道、移动和电信,和家用电器。粉末涂料,对抗腐蚀并没有停止。尽管石油和管道行业开发了一种可靠的阴极保护方法,他们也体验涂层失败。主要原因在于许多因素。1涂层系统包括粘结剂、颜料和填充剂,添加剂、基质的类型、预处理、养护、涂层厚度、附着力,和外部环境,如温度、水分、细菌和紫外线。显示所有的腐蚀性的关系如图1所示。

粉末涂料制造商能导致耐蚀性主要在于涂层的化学,这意味着粘结剂的合理选择,颜料和填充剂,防腐添加剂。本文将讨论这些影响因素。

绑定

聚酯、丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂主要用于粉末涂料。聚酯是容易在潮湿的环境下由于水解酯组。丙烯酸看到失败导致酸雨水解。聚氨酯防腐涂料可以应用,但价格高。因为他们的温和的价格和优异的防腐性能,环氧树脂防腐涂料是一个更好的选择。图2显示了双酚a环氧树脂作为一个例子。

以下因素bisphe-nol-A环氧防腐性能:

  • 吊坠羟基提供附着力好金属和凝聚力;
  • 醚键的骨干提供化学和耐碱性;
  • 在环氧酯键结构的不存在给更好的耐水性;
  • 高交联密度的治愈基质产品可以使一个更好的障碍。

除了双酚a环氧树脂,novolac-modified环氧和bisphenol-F环氧树脂可用于防腐粉末涂料。相应的化学结构如图3和图4所示。

它可以从增强耐腐蚀性的化学结构novolac-modified环氧源于大量的环氧团体和每个分子芳香环,与双酚a或bisphenol-F环氧树脂。这导致novolac-modified紧密交联结构的环氧树脂,但他们很少单独使用由于固化产品的脆性。Novolac-modified环氧树脂通常是结合双酚a环氧树脂达到优良的机械和重防腐粉末涂料的防腐性能。Bisphenol-F环氧粉末涂料的主要用于改善流动性,并且可以结合双酚a环氧树脂。

分子量

除了化学结构,分子量是另一个重要的因素,影响环氧树脂的各项性能。图5显示了不同属性的依赖分子量的环氧树脂。与高分子量环氧树脂相比,涂料由低分子量环氧交联密度更大,因为更多环氧官能团,从而导致较高的涂层硬度、降低灵活性和较低的抗冲击性。未反应的羟基低分子量环氧树脂已低于未反应的高分子量环氧树脂,也可以导致减少衬底润湿和粘附在金属。考虑到粉末涂料的综合性能、环氧分子量都必须在一定的范围内。环氧树脂的环氧当量(EEW)应该是700 - 900 g /情商和窄分子量分布的重防腐涂料。

粘结剂固化剂

粘结剂包括树脂和固化剂的热固性粉末涂料配方。环氧固化剂中常用粉末涂料包括咪唑胺(双氰胺和芳香胺),酸酐和酚类。

内部压力和可怜的力学性能存在于粉末涂料固化与咪唑由于其低活化能和暴力的固化反应。咪唑作为固化剂很少单独使用,而是作为催化剂在环氧粉末涂料。双氰胺是一种常见的固化剂在粉末涂料由于其综合性能和成本的性能。一些芳香胺还可以应用于粉末涂料;例如,z王等。2相比,涂层的耐蚀性与三种不同的芳香胺-diaminodiphenylsulfone治愈,间苯二胺和酚醛胺。发现涂层通过diaminodiphenylsulfone治愈显示热最好的防腐性能,10%硫酸溶液。酸酐的应用是有限的在某种程度上是因为贮存稳定性和刺激性挥发物。酚类固化剂已经成为了第一选择在重腐蚀环境中,石油和管道等领域,由于其低烤、快速反应和优良的防腐性能。

颜料和填充剂

大量的防腐颜料或填充剂可以抑制腐蚀的保护屏障,牺牲属性或抑制的反应根据保护机制。

屏障保护是通过增厚层状延伸部分提供的涂料层,阻碍腐蚀性物质的磁导率金属衬底的表面。层状填充剂,广泛用于防腐粉末涂料、云母氧化铁、绢云母和玻璃鳞片。1腐蚀性物质倾向于迁移直通球形颜料的涂料,而涂料配方片状填充剂阻碍腐蚀性物质的运输提供了一个曲折的路径扩散。在粉末涂料,填充剂通过挤压熔融混合,破坏这些层状填充剂的初始形状,从而限制了他们的使用在粉末涂料。

原则上,所有金属电化学活性比基质作为牺牲保护可以应用在防腐涂料颜料。目前,金属锌粒子在祭祀中使用最广泛的色素。球形锌粒子的最佳的防腐性能据报道,获得平均直径2µm。3金属锌的保护机制包括ZnFe等不溶性腐蚀降雨雪2O4和碱式碳酸锌产品。尤其是锌粒子的防腐性能显著增强,当传统的球面被打磨成锌,锌具有屏蔽性能和并行研磨粉末涂料的性能。

禁止的粉末涂料的颜料可能分类根据其影响阳极和阴极反应。阴极抑制剂,如无机盐的镁和铝、抑制腐蚀的阴极,形成不溶性存款与羟基离子在中性环境中。磷酸阳极抑制剂,如无机盐或硅酸盐和氢氧化的化合物,在金属表面形成保护性氧化膜。在阳极抑制剂的不足的情况下,一个不受欢迎的阳极,阴极区域将形成,这就增加了腐蚀速率。4目前,含色素如磷酸锌和磷酸盐磷酸镁是最广泛使用的禁止的颜料。此外,另一组抑制的颜料spinel-type颜料是基于混合金属氧化物,与大多数色素相比减少毒性。

添加剂

原则上,所有添加剂导致涂层的附着力金属可以提高防腐性能。一些硅烷或改性硅烷有很好的影响涂层和金属之间的界面。以外还有其他类型的附着力促进剂硅烷用于粉末涂料有高浓度的氨基,羧基或羟基官能团,可以被纳入挤压前的涂层。同时,一些研究5、6一直在做聚苯胺与环氧树脂混合增强防腐性能。

的角度来看

更加关注环境保护世界各地,粉末涂料在不久的将来将会有更大的应用前景。但到目前为止,很少可以使用粉末涂料在C5、C6腐蚀类别由于种种局限性。仍有许多工作要粉末涂料技术专家,应用设备供应商和相关预处理专家。在防腐添加剂,“绿色”缓蚀剂与降低毒性是一个越来越明显的趋势。已经讨论了其中一些缓蚀剂7、8显示良好的抑制的作用在液体涂料各种腐蚀性环境。尽管降解和生物降解性的主要优势是这些抑制剂,各种技术边界的存在。仍然需要进一步的研究和努力采用绿色抑制剂广泛的工业水平,尤其是在粉末涂料。

引用

1索伦森,公共广播;Kiil,美国;Dan-Johansen k;Weinell石球防腐涂料:审查。涂料技术和研究杂志》上2009年6 (2)135 - 176。

2王,z;汉族,大肠;刘,f;柯,w .效果不同的固化剂Phenolic-Epoxy树脂的固化反应和接触电阻热酸的解决方案。腐蚀2010年66 (7)1 - 9。

3Kalendova, a粒子大小和形状的影响锌金属防腐涂料的性质。有机涂料的进展2003年,46岁(4)324 - 332。

4Arya c;Vassie P.R.W.“Cathode-to-Anode比率和分离距离对电化学腐蚀电流含有氯化物的钢铁混凝土。水泥和混凝土的研究,25(5),1995年,页989 - 998。

5Kalendova, a;Vesely d;Stejstal, j .“有机含聚苯胺涂料和无机颜料作为缓蚀剂。有机涂料的进展2008年,62 (1)105 - 116。

6Radhakrishnan,美国;Sonawane,美国;Siju, C.R.包含为增强聚苯胺防腐环氧粉末涂料。有机涂料的进展2009年,64 (4)383 - 386。

7Kesavan d;Gopiraman m;Sulochana:绿色金属腐蚀抑制剂:复习一下。化学科学审查和信件,1(1),2012年,页1 - 8。

8亚瑟,D.E.;Achika, j .;Ameh汇票;安雅,c .审查评估的高分子材料为金属和合金的腐蚀抑制剂。188金宝搏bet官网国际《化学工业2013年4 (2)。

有关更多信息,电子邮件wenjuan.gong@akzonobel.com。