用于防腐底漆和DTM面漆的1K疏水性粘合剂| 2018-03-14 | PCI杂志

防腐底漆和直接接触金属(DTM)涂料的主要功能是防止腐蚀。第二个目的是保持昂贵商品的美学方面和价值，如汽车、卡车和飞机。腐蚀造成的损害约为GDP的3-4%¹因此对全球经济的影响约为33亿美元。²

腐蚀类别和测试程序

保护金属的一个比较常见的策略是用有机涂层覆盖它们。涂层系统可以由几层组成，从单层/单涂层(例如DTM)到三层(底漆、中间涂层和面漆)。涂层系统的选择取决于环境暴露，根据EN ISO 12944-2腐蚀等级定义(图1)。

图1:EN ISO 12944-2腐蚀等级。

为了达到足够的保护水平，通常会对涂层进行盐雾暴露测试和冷凝气候测试。暴露时间取决于目标腐蚀等级，进一步细分为低、中、高/长。对于腐蚀等级C5-I，还根据ISO 2812-1进行额外的168小时耐化学性检查。

根据ISO 9227标准，在盐雾室中用5%氯化钠溶液在35°C和pH值7下测试其防腐性能。根据所需腐蚀等级的不同，持续时间从120小时到1440小时不等。

抗高湿度造成的损害，如水泡形成，水白化或漂白，是通过ISO 6270-1的恒定冷凝气候测试测试的。根据腐蚀等级的不同，持续时间从48小时到1440小时不等。

在特定情况下，还可以根据ISO 2812-2测试Im1、Im2和Im3等级的水浸泡，以确定起泡形成或漂白造成的损害程度。测试时间范围为2000小时~ 3000小时。

疏水性与防腐性能的相关性

在这种特殊情况下，腐蚀被定义为金属随着时间的推移通过局部氧化还原反应而降解。腐蚀过程总是需要金属衬底的存在，例如铁(Fe)，以及氧气和水。氯化钠水溶液等电解质溶液可以显著加速腐蚀过程(图2)。

图2:腐蚀过程。^3.

由于腐蚀过程可以被看作是一个水传输过程，理论上，防止水分/液态水到达金属表面的疏水涂层比疏水涂层对金属基体的保护效果更好。为了确定疏水性，选择了接触角测量和电化学阻抗法作为相关的测试程序。

接触角测量使用了关于涂层与不同液体(水，1,5-戊二醇和二碘甲烷)的润湿行为的信息。涂层的表面能是通过对测试液体的液滴随时间接触角的发展进行数学分析来确定的。一般来说，较高的表面能涉及较低的接触角和较低的疏水性(液滴的广泛扩散)。在表面能级较低时，接触角较大，液滴扩散明显较小，表明疏水性较高(图3)。

图3:接触角测量。⁴

电化学阻抗是在一定频率范围内对电流、电压和相移的随时间变化的测量。试验用3%氯化钠溶液进行(图4)。通过数学分析计算吸水量。

图4:电化学阻抗测量。⁵

丙烯酸和苯乙烯丙烯酸的试验

选择自交联、1K单相丙烯酸和苯乙烯-丙烯酸分散体进行试验。这些聚合物既包括现有的市场产品，也包括新的实验等级。

为了获得一系列“正常”和疏水粘合剂，选择了纯丙烯酸(RAD)、苯乙烯丙烯酸(SAD)和VeoVa 10™改性丙烯酸(VAD)和苯乙烯丙烯酸(VSA)。VeoVa 10单体是一种非常疏水的乙烯基酯单体。

纯丙烯酸和veova改性丙烯酸适用于DTM面漆和防腐底漆-由于更好的抗紫外线-而苯乙烯丙烯酸
一般只适用于防腐底漆或非装饰性的单涂层。

腐蚀防护试验根据C4(长)= 720小时盐雾试验ISO 9227和480小时冷凝水气候ISO 6270-1进行。

对于所有的粘合剂，使用红氧化铁、滑石粉和heuc磷ZCP plus作为防腐颜料的试验配方。在必要时添加聚结剂，以将最低成膜温度调整到类似的值，并且还对聚合物固体含量进行了调整。基材为脱脂冷轧钢。涂层采用80-100 μ m干膜厚度的喷雾喷涂，室温干燥。

接触角测试结果

作为参考，在盐雾测试(未经处理的样品)之前，用水滴测量涂覆板上的接触角。有显著的差异可见，低接触角如样品SAD1和非常高，如样品VAD 2(图5)。

图5:未处理样品的接触角结果。

盐雾试验720小时后与水滴接触角的测量结果显示，与未处理的样品相比，有一些显著的变化。其中一些表现出较高的测量接触角损失，而一些只有轻微的降低(图6)。可以得出结论，红色圆圈中的样品(RAD, SAD 1和VSA)表现较差，与绿色圆圈中的等级(VAD 1, SAD 2, SAD 3)相比，表现出较低的疏水性。