海洋环境中钢结构的腐蚀是在设计和维护过程中必须考虑的问题。海上运营商目前正在寻求延长离岸设施，结构和组件的设计寿命，以提高负担能力，并在后来的运营中提高其可用性。为了达到上述目标，许多油漆制造商努力研究全球海上环境中不同保护涂层的长期抗腐蚀性能。
根据ISO 20340，已经指定了在海上环境中保护性涂料系统的一系列最低要求。对于富含锌的底漆系统，暴露于大气类别CX（海上）的区域需要至少三层外套和标称的干膜厚度为350 µm。1一个流行的海上结构保护性涂层是使用高固体，玻璃片增强的环氧涂层，以减少通过涂料膜减少气体和湿气蒸气扩散。这种涂料的一个关键要求是提供每层涂层400-800 µm的高胶卷。然而，制定高固体的高构建环氧玻璃片涂层具有良好的底部盆栽控制，这是一项挑战。高建筑环氧涂层的流变特性在添加了用常规亲水性烟雾二氧化硅增厚的多胺硬化剂后，在一段时间内倾向于在一段时间内急剧恶化。这可能会在现场应用中引起一个问题，其中混合环氧基碱（A部分）和胺固化剂（B部分）后的喷雾延迟可能会导致涂层在指定的膜厚度下下垂。
常规的烟雾二氧化硅被广泛用于涂料行业作为流变添加剂。188BET竞彩它的表面被硅烷酚（Si-OH）基覆盖，使其具有亲水性。2尽管亲水性烟雾二氧化硅可以通过在相邻二氧化硅单元上的硅烷基团之间形成氢键来有效提高下垂性能，但在混合环氧氧基碱和胺硬脂剂混合时，增加羟基的产生会破坏二氧化硅之间的氢键，从而破坏二氧化硅键触变和下垂特性。因此，亲水性烟雾二氧化硅的流变特性在很大程度上取决于液体培养基，并且在极性有机液体中的能力较低。3
为了克服在锅寿命上流变网络的恶化，将疏水性烟熏二氧化硅引入涂层中。用疏水链（即辛基，二甲基）对二氧化硅进行化学表面修饰可以最大程度地减少由于固化过程中极性增加而引起的溶剂化效应。此外，疏水等级用于增加防水性，从而提高抗腐蚀性能。
这项工作的目的是调查流变网络与常规亲水性烟雾二氧化硅的恶化效应背后的相互作用，并优化高固体，高建筑物的流变学特性（即SAG索引，存储期间的沉降和储存过程中的沉降和升级性能）环氧玻璃片涂层具有流变学添加剂的“正确”组合。此外，还评估了亲水性和疏水性烟雾二氧化硅的抗腐蚀性能。
实验设计
选择了多种流变添加剂，并将其配制为八种不同的变体（V1A至V4A； V1B至V4B）。这些包括氢化蓖麻油，尿素衍生物，混合矿物触变和聚酰胺蜡，其中每个1.0 wt％均被配制为不同部分A（碱基）变体。另一方面，将2.5 wt％的亲水性和疏水性烟雾二氧化硅添加到两个不同的B（硬化器）变体中。表1显示了基础和硬质组合的各种组合的摘要。
表格1 ”用不同的流变添加剂配制的变体。
在混合底座和硬质的情况下，在5、15、25、35和45分钟以5、15、25、35和45分钟进行了SAG测试。使用200-1000 µM SAG指数涂抹器，将所有变体施放在150 mm x 150 mm TIN板上。通过Brookfield DV1粘度计HB（在60 rpm时使用纺锤体04）在25°C下测量变体的粘度。
通过测量在50°C的存储条件下三个月内颜料沉降的变化来评估存储性能。油漆沉降是根据ASTM D869-85确定的，定居程度的评级量表从10（良好）到0（差）。4
使用LENETA调平测试刀片对300 mm x 300毫米锡板进行了调平测试。与Leneta绘制级别标准相比，根据0（差）至10（良好）的尺度评估油漆变体的升级。5
抗腐蚀特性的评估集中在烟雾二氧化硅的类型上：亲水性和疏水性。这些材料在二188金宝搏bet官网氧化硅的表面上有很大不同，因此，它将了解不同结构对高固体环氧玻璃片涂层的流变特性和抗腐蚀性能的影响。选择V1A和V1B以比较亲水性烟雾二氧化硅和疏水粉状二氧化硅的抗腐蚀特性。通过无气喷枪，将两种变体都应用于爆破的钢板（50 µm的表面轮廓）上。在正常环境条件下，涂层面板在接受淡水浸入（自来水），盐水浸入（3.5％NACL），盐喷雾剂和湿度室之前，可以治愈7天。经过12个月的监测后，通过视觉评估（ISO 4628）和拔除粘附（ISO 4624）评估了面板。使用肯定的AT-M（手动）套件和每个面板的3 x 20毫米元素进行拉力粘附测试（PAT）。PAT的测试结果通过骨折类型评估（请参阅ISO 4624：2016第8.5.2节），并将结果表示为巨伴式（MPA）。6
结果与讨论
流变特性
最初的探索集中在混合碱和不同流变学添加剂的硬化器后35分钟内的粘度变化（图1）。从粘度对时间的图，所有变体的粘度在短时间内都会降低。然而，与用疏水性粉刺二氧化硅（V1B，V2B，V3B和V4B）相比，观察到用亲水性烟雾二氧化硅（V1A，V2A，V3A和V4A）增厚的变体具有较大的粘度下降。这表明由亲水性烟雾二氧化硅形成的流变网络在环氧树脂和胺的固化过程中显着降解，尤其是对于快速反应的产物。
图1 ”混合碱和硬质时的粘度会改变。
为了进一步了解亲水性烟雾二氧化硅的流变网络，在混合环氧基碱后，在5、15、25、35和45分钟内确定了下垂指数，用于变体V1A，V1A，V2A，V3A和V4A。据观察，在混合环氧基碱和胺硬化剂15分钟后，用亲水性烟雾增厚的变体的下垂抗性开始恶化，如表2所示。和v4a，它们与胺硬化剂的相互作用将导致降低垂直抗性。尽管V1A和V3A最初在垂直表面上表现出极好的垂直抗性（最大1000 µm），但在整个50分钟的短锅寿命中，它们无法保持一致的下垂抗性。因此，涂抹者在混合底座和硬质时不到10分钟即可完成喷涂申请构成挑战。
表2»与亲水性烟雾二氧化硅的变体性能下垂。
这可以根据亲水性烟雾二氧化硅和环氧胺加合物的相互作用来解释。在将环氧基碱和胺硬化剂混合后，涂层会经历亲核反应，以形成多个羟基的产物。由于羟基的数量随时间增加，因此涂层混合物的极性也会增加。这将对亲水性烟雾二氧化硅的增厚作用产生负面影响。随着固化的进行，含有羟基的聚合物分子越来越溶解亲水性烟雾颗粒，从而导致流变学网络恶化和下垂性能不佳（图2）。3
图2»亲水性烟雾二氧化硅的溶剂化作用。
为了克服高固体环氧玻璃片涂层的恶化下垂耐药性，可以通过更换一部分用非极性烷基烷基链的原始硅醇（Si-OH）基团来系统地从亲水性变为疏水物，从而系统地改变流变学修饰剂的二氧化硅表面。在该实验中，选定的疏水性烟雾二氧化硅是通过用三甲氧基乙烷的烟雾二氧化硅表面处理（大约48％的表面取代）来产生的，并在V1B至V4B中评估（表3）。有趣的是，观察到用疏水性烟雾加浓的变体在整个工作锅寿命中表现出增强的下垂耐药性。这是因为疏水烟雾二氧化硅的主要增厚机制是通过二氧化硅颗粒之间的非极性或疏水相互作用而不是主要氢键。在固化过程中，非极性辛基链可以使二氧化硅的硅氧醇群免受与新形成的羟基的相互作用。因此，它不受新生成的环氧胺加合物的影响，并且能够在整个工作锅寿命中增强抗sag耐药性。
表3 ”疏水烟雾二氧化硅的变体性能下垂。
为了确定高固体环氧玻璃片涂层中流变学添加剂的最佳组合，基于0（差）至10（优秀）的评级量表进行了其他油漆特性，例如沉积和升级。表4显示了基于流变特性的评估结果的摘要。
从表4的结果中，基于聚酰胺的流变修饰符是防止在50°C下3个月储存后防止在环氧玻璃基碱制剂中进行硬沉降的有效性最低。尽管1.0％混合矿物触变（MMT）具有良好的下垂耐药性和沉降的控制，但它不能提供油漆的良好流量和平整特性。这可能是由于大量的MMT添加到公式中。
表4»流变特性的评估。
通过这些结果，得出结论，V1B是1.0％氢化蓖麻油和2.5％疏水粉状二氧化硅的组合，为高固醇环氧玻璃片涂层提供了最佳的流变特性。
抗腐败性能
除了增强在整个工作锅寿命中增强高固体环氧胺系统的下垂耐药性外，疏水性烟雾二氧化硅还可以提高涂层的防水性。为了评估对保护涂层的抗腐蚀作用，在V1A和V1B的涂层面板上进行了四个加速腐蚀测试（淡水浸入盐水，盐水浸泡，湿度和盐喷雾）。经过12个月的浸入测试，进行了PAT，以确定涂层膜在钢板上的粘附强度。观察到V1b的涂层面板与第一层涂层的内聚力失败有关，与V1A的涂层面板相比，PAT结果（浸入之前和之后）的差异似乎更小（表5）。因此，很明显，V1b中的疏水性烟雾硅胶确实为最终涂层膜提供了增强的抗腐蚀性能。
表5»比较亲水性和疏水性烟二氧化硅的抗腐蚀特性。
结论
尽管亲水性和疏水性烟雾二氧化硅都在传统的环氧涂层的流变控制中成功，但高固醇的环氧玻璃片涂层存在一些局限性。变体V1A至V4A用亲水性烟雾二氧化硅增稠，导致在45分钟内正在研究的系统上的下垂性能显着下降。
从各种流变学添加剂的流变特性评估中，可以得出结论，与1.0％氢化蓖麻油和2.5％疏水剂二氧化硅结合在一起的V1B可以在高固体的固体锅中维持和改善SAG耐药性环氧玻璃玻璃涂层。
疏水性雾化二氧化硅的性能为环氧涂层配方提供了需要高sAg耐药性的高构建制剂或制剂。因此，疏水二氧化硅通常是首选的。不仅是因为在大多数情况下具有出色的流变特性，还因为它提供了额外的腐蚀保护。
这项研究的结果可以在制定高固体，高构建环氧涂层方面具有显着的性能。这在必须大大减少VOC排放的地区尤其重要。
参考
1国际标准化组织。（2009）。ISO 20340：油漆和清漆 - 海上和相关结构的保护性油漆系统的性能要求。瑞士日内瓦：国际标准化组织。
2查尔斯，R.H。；Ihab，L.K。可疑的热源二氧化硅及其在聚合物和涂料系统中的使用。有机涂料的进展，（1991），19，1-20。
3Raghavan，S.R。;H.J. Walls;Khan，S.A。有机液体中二氧化硅分散的流变学。Langmuir，（2000），16，7920-7930。
4国际ASTM。（2015）。ASTM D869-85：评估油漆沉降程度的标准测试方法。ASTM标准年度年度书籍，宾夕法尼亚州西Conshohocken：国际ASTM。
5国际ASTM。（2016）。ASTM D4062-11：通过绘制方法对涂料进行平整的标准测试方法。ASTM标准年度年度书籍，宾夕法尼亚州西Conshohocken：国际ASTM。
6英国标准机构。（2016）。BS EN ISO 4624：涂料和清漆 - 粘附的拉动测试。取自https://bsol.bsigroup.com。
