腐蚀的材料已经被定义为一个交互的环境,导致不可逆转的降解材料。¹尽管有机涂料通常用于防止材料表面接触腐蚀性环境,妥协很多水性涂料配方的改善粘附在减弱腐蚀可以减少它们的有效性。最近处理混合苯乙烯丙烯酸聚合物含有疏水性树脂已经表明,一种改进的属性是可能的平衡比传统丙烯酸和苯乙烯丙烯酸聚合物。

发生在钢材腐蚀的反应是由创建一个电化电池。这个电化电池需要四个组件函数——一个阳极,阴极,两者之间的连接和电解质。钢的表面,而异构,网站可以阳极或阴极,以及它们之间的连接是由钢本身提供的。如果钢铁暴露在电解质和海水一样,那么所有细胞的四个必要的组件存在的表面腐蚀钢铁将开始。

如果有机涂层应用到钢电解液(水、氧气和离子)理论上可以分开钢铁。不幸的是,水和氧气可以穿透大多数有机涂料很容易。^3、5离子不能轻易穿透有机涂层;大多数有机涂料是很好的离子壁垒。³必须有渠道的涂层表面进行离子对钢板腐蚀开始。一些作者^3、4提出了液态水在接触涂层可以创建这些导电通道,允许离子表面的运输。

建议的机制⁵创建的导电通道(图1)始于水吸收涂层的电影。这个水吸收不均匀发生在涂层表面,然而。水是第一个吸收亲水低分子量聚合物组成的单元的口袋,从聚合物表面活性剂或盐或涂料配方。这些口袋之间创建聚合物结构单位膜变干,因为自由亲水成分迁移到残余水在干燥地区。当干膜后暴露在液体水、亲水的口袋可以吸收大量的水,一些作者估计45% - -75%的体重^3、5而不是由聚合物的重量单位仅为5%。因为他们这些口袋里吸收水分膨胀以及聚合物的边界单元,并最终连接通过涂层形成通路。这个途径允许离子自由通过涂层。离子,随着水和氧气,可以启动在钢的表面腐蚀反应。

一旦离子已达到表面通过导电通路,金属氧化物表面的钝化层退化(这个过程加速了氯离子²创建)和阳极底部的导电通路。铁在阳极氧化,形成可溶性亚铁离子和释放的一对电子穿过钢创建的阴极表面上立即毗邻阳极。在溶解氧降低阴极的氢氧根与钠离子的电解质平衡。

羟基化有显著的影响在涂层和腐蚀的进步。氢氧化钠提高电解液的pH值下的涂层,一些作者估计,溶液的pH值可高达11。⁷如果涂层对碱敏感,那么高pH值的解决方案可以软化它,可能会导致disbond从表面。氢氧根也可能改变钢铁表面的氧化层使disbondment更容易。⁷此外,氢氧化钠是吸湿,提高溶液的离子强度。如果离子强度大于溶液的离子强度外涂层,然后通过涂料渗透部队拉更多的水来平衡内部和外部之间的离子强度的涂层。如果渗透力大于衬底附着力的涂层,然后渗透力推动的涂层表面,导致气泡的形成。这些水泡最终成长和合并在一起,给予完整的涂层附着力损失。

对于这个机制,有几种方法,水性涂料耐腐蚀。如果自由亲水的总量物种从聚合物和涂层,涂层配方本身就可以保持在较低水平,然后亲水的数量和大小的口袋生长形成导电通路也可以保持低。在涂料配方中,这是使用疏水性分散剂和增稠剂。聚合物的设计也可以帮助减少形成亲水的口袋。如果表面活性剂水平降低,并稳定酸功能单体或polymerizable表面活性剂连接到聚合物粒子的外面还有少迁移到亲水的口袋形成膜变干。此外,acid-functional单体和phosphate-functional polymerizable金属表面活性剂可以显著提高附着力。理论上,改善粘附能抵抗渗透部队拉的涂层表面,但是如果使用太多的磷酸酸或表面活性剂,涂层更亲水,它可以严重腐蚀。

一种降低高酸聚合物亲水性的同时保持良好的附着力是使用疏水性单体如苯乙烯聚合。为了提高耐腐蚀性能,必须使用一个相对较高的苯乙烯,然而,在这一水平,苯乙烯可以从外部影响耐久性。由于这些原因,平衡的很好的耐蚀性,良好的QUV保光性和很好的水性DTM油漆附着力很难实现。

小说混合苯丙,RayKote™2020年,与低水平的疏水性聚合树脂,开发提高DTM涂料的附着力、耐腐蚀性能。水平acid-functional单体使用选择给很好的稳定性和附着力。稳定表面活性剂是磷酸反应与传统表面活性剂的组合,但表面活性剂总水平降低到最低水平,给聚合物稳定性好。由于疏水性树脂的混合形式,苯乙烯聚合物中使用的水平可以保持低维护外耐久性。

188金宝搏bet官网材料和方法

为了测试如果改善耐腐蚀的结果改善附着力,混合的模拟苯乙烯丙烯酸制备疏水性树脂(版本1)。f1,光泽DTM颜料体积固体39%,15.5%聚氯乙烯和< 100 g / L VOC,是(表1)准备的。这涂料是用疏水性分散剂和HEUR增稠剂。

干和湿附着力测试使用ASTM d3359 - 97”标准测试方法来测量粘附胶带测试”,测试方法b测试基质Q-Panel R36呆滞无光表面冷轧钢材、Q-Panel S36地面一边冷轧钢材,# 32172镀锌从行为测试板,Q-Panel R-46-I呆滞无光Bonderite-treated冷轧钢材,和Q-Panel 36未经处理的铝。冷轧钢板和镀锌板和MEK打扫,每个样本都画下来使用3岁mil鸟酒吧和一个星期。干和湿附着力测试使用刀皮和交叉影线带拉方法和极快的,如果有的话,被观察到。

QUV-A电阻测试下面ASTM G154-06周期1 Q-Panel QUV加速风化测试人员。描绘了在处理铝Q-panels使用5毫升路径深度涂布刀刃和年龄一周。板暴露在300小时的加速风化QUV-A 340灯泡和骑自行车8小时光的4小时的黑暗和冷凝紧随其后。面板的初始和最终60°光泽测量使用Rhopoint Novogloss光泽计。

耐蚀性是评估使用ASTM B117-16协议对于盐雾/喷雾。样本画下来使用3-mil湿膜厚度鸟叶片清洗Q-Panel R36冰铜冷轧钢材。板暴露在Q-Fog ssp - 600循环腐蚀室使用5%氯化钠溶液为96小时。生锈,削弱文士和猛烈的对每个小组进行评估。

电化学阻抗测试运行在涂层经费3毫升湿膜厚度上使用一只鸟叶片Q-Panel R36呆滞无光表面冷轧钢材板。涂板暴露在5%氯化钠溶液为6天。电阻抗测试在0.1赫兹基本以24小时为间隔。测试是由萨默塞特郡NEI公司新泽西。

结果:附着力和腐蚀测试

DTM油漆附着力和耐腐蚀测试结果由混合与疏水性苯丙树脂和没有疏水的苯丙树脂显示在表2。两种聚合物有很好的附着力钢基板,这可能表明,酸和磷酸在聚合物表面活性剂水平高到足以提供良好的附着力。虽然聚合物有更好的附着力可能会有更好的耐蚀性和起泡(因为胶粘剂部队衬底驱动的增长会平衡渗透部队水泡),如果酸或磷酸表面活性剂使聚合物粒子周围的边界地区更亲水,这可能增加导电通路通过这部电影。在ASTM B117-16盐雾测试(图2),耐腐蚀性明显更好的混合与疏水性苯丙树脂。这种相似性在附着力和耐蚀性差可能表明在同一磷酸酸和表面活性剂水平,疏水性树脂的效果是降低导电通路通过电影的数量,提高了耐蚀性。

结果:电化学阻抗测试

电影可以追踪的水吸收利用电化学阻抗测试因为水薄膜介电性能的变化。水吸收改变涂层电容,从而增加随着时间的推移,直到电影变得完全饱和水和电容水平。⁶基于混合苯丙涂料阻抗明显高于没有疏水性聚合物的变体(图3)。混合的高阻抗苯丙比变体1聚合物可能表明混合聚合物的疏水性树脂是提高腐蚀降低导电通路通过电影的数量。

相比商业低voc DTM聚合物

混合苯丙比两个竞争低voc DTM聚合物。竞争是self-crosslinking苯乙烯丙烯酸聚合物的Tg 17°C (Comp 1)和一个all-acrylic没有自交联的Tg 27°C (Comp 2)。颜料体积固体,34.6% 17.7%聚氯乙烯和制定< 100 g / L的VOC。

结果:附着力、耐腐蚀的商业低voc DTM聚合物

混合与疏水性苯丙树脂相比,商业低voc聚合物为DTM应用程序而设计的(表3)。在该测试中,混合苯乙烯丙烯酸最好粘附金属基质不同商业低voc DTM聚合物。混合的耐蚀性苯丙比一个商业DTM聚合物和其他等于(图4)。所有三个聚合物有很好的QUV-A保光性经过300小时的测试。

混合的疏水性树脂苯丙造成了不同的属性平衡比商业低voc DTM聚合物。acid-functional单体的疏水性聚合物允许使用的水平提供了卓越的湿附着力金属,但可能是因为额外的疏水性,耐腐蚀酸不偏离。混合的疏水性树脂苯丙只给足够的疏水性,低水平的苯乙烯需要良好的耐蚀性,这给了很好的QUV保光性。

结论

使用一个低水平的疏水性聚合物在聚合的苯丙乳液聚合物相比大大提高了耐蚀性类似苯丙没有疏水性聚合物。油漆用的湿附着力CRS聚合物都是优秀的,但是混合聚合物的耐腐蚀性能明显优于没有疏水性树脂聚合物。这表明,薄膜疏水性可能有助于提高耐蚀性。电化学阻抗测试表明,导电通路发展到一定程度上与疏水性聚合物树脂,表明亲水的数量或隔离的口袋在影片中可能占的差异被发现在聚合物的耐蚀性。

混合聚合物也被发现有一种改进的属性相比,平衡两个商业低voc乳液聚合物为DTM市场而设计的。改善附着力,耐腐蚀好,QUV保光性表明,混合聚合物的疏水性树脂可以用来降低高酸腐蚀的影响,QUV苯乙烯的保光性。

引用

¹Popoola, a;Olorunniwo O.E.;Ige,一家通过防腐蚀涂料的应用耐腐蚀,防腐的发展,m . Aliofkhazraei博士(主编),InTech, DOI: 10.5772/57420, (2014)。

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³螺旋器,h;Fernandez-Prini r;戈麦斯,d .防护有机涂料:膜性质和性能。有机涂料的进展10 5-33 (1982年)。

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⁵阮、t;哈伯德,J.B.;Pommersheim, J.M.统一模型有机涂层的退化在中性电解质的钢。《涂料技术68 (855),45-56 (1996年)。

⁶莫雷诺,c;埃尔南德斯,美国;桑塔纳,J.J.;Gonzalez-Guzman, j .;Souto,智慧化;冈萨雷斯,s .表征水吸收的有机涂料用于钢的腐蚀保护从电容测量确定。电化学科学的国际期刊7 8444 - 8457 (2012年)。

⁷里特,J.J.;克鲁格,j .新技术研究有机涂层的腐蚀机制。在被动的电影、表面结构和应力腐蚀和缝隙腐蚀敏感性(页中)。华盛顿特区:美国商务部的统计,(1984)。