Radiation-Curable组件| 2013-02-08 | PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

腐蚀是一个过程,材料会逐渐磨损,通常由化学作用。金属腐蚀是一种自然氧化的过程,导致不良的结果,即,生锈。例子很常见——从海洋,结构和建筑应用中,住宅击剑和汽车。我们不断地受到它的影响,从肤浅到严重。

耐蚀性差的成本是戏剧性的,决定在2002年的一项研究由美国联邦公路管理局。如图1所示,研究确定腐蚀的直接成本估计在美国是一个惊人的2760亿美元,或大约3.1%的国家的国内生产总值(gdp)。运输和公用事业部门收到最大的影响。

现代涂料

一系列的化学反应和治疗机制目前受雇于腐蚀防护涂料。这些范围从醇酸树脂和环氧酯涂料烤或风干,促进交联。也用solventborne两部分涂料采用聚氨酯或基于乙烯酯乳液,丙烯酸和苯乙烯的组合。

行业趋势朝着更环保,水性成分,包括水特殊、环氧酯、聚酯和聚氨酯。高固体或粉末涂料基于乙烯、聚酯或环氧酯成分也有利的选择。图2提供了一个崩溃的2004年工业领域中使用的化学物质。

图3显示了趋势的“绿色”技术通过使用替代挥发性有机化合物的仪器。在2000年和2005年全国油漆和涂料协会调查,水性涂料在direct-to-metal应用程序从13%上升到35%。同样的调查显示增长100%固体涂料基于丙烯酸酯单体和低聚物。

紫外线/ EB-Curable产品耐蚀金属涂料

当前使用direct-to-metal耐蚀涂料包括那些应用于各类管材、击剑、卷料和金属鼓。这些涂料也用于刚性包装应用,他们保护油墨2 -和三罐饮料和提供环境保护罐在加工、运输和处理。调查援引先前表明可能有实质性的增长机会耐蚀绿色涂料基于紫外光/电子束(UV / EB)固化丙烯酸酯化学反应。

目标和耐腐蚀测试协议

一个长期项目发起,以更好地了解涂层的腐蚀防护性能制定不同类型的丙烯酸酯单体和低聚物。这是通过涂层冷轧钢材(CRS)板,让他们控制腐蚀环境。ASTM B117协议主题涂布标本/盐雾雾的气氛中,用于这一目的。协议表示5%的氯化钠溶液的盐雾/雾,35温度和pH值6.5到7.2°C。4 x8-in CRS基质受到盐雾/雾Q-Fog室从Q-Lab公司。

样品制备

每个单体和低聚物包含5.0%的光(Darocur测试^®1173)。膜厚度为1.0毫升,除非另有说明。样本治愈使用两个汞弧灯(400 w /)生成1600 mJ /厘米²总使用UV紫外线能量衡量权力的冰球辐射计。ASTM B117协议后,测试板暴露在21天,然后视觉检查,给定一个主观评级从1到5,5是最好的。最初研究分别集中在整洁的低聚物和单体。随后,混合的低聚物和单体进行评估,以最大化性能。粘度过高,50%丙酮混合物是为了方便处理和固化前闪过了。

低聚物的评估

低聚物的测试系列是由不同的骨架结构,包括环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和丙烯酸酯丙烯酸。图4显示了这些结构的排名基于ASTM B117测试协议。双酚A芳香(AR)环氧丙烯酸酯,CN120,用作控制在这一轮测试和接收2的评级。尽管其疏水性,聚丁二烯丙烯酸酯,CN307,表现很差(1评)。同样执行的聚酯低聚物。表现最好的是丙烯酸酯丙烯酸低聚物,CN820(3评级)。

观察改善耐腐蚀涂料配方与脂肪族(ALUA)和芳香族聚氨酯丙烯酸酯低聚物(ARUA)。图5显示了聚氨酯acrylate-based涂层的腐蚀结果,进一步区分骨干多元醇,即。、聚酯、聚醚或聚碳酸酯。一般来说,芳香族聚氨酯比脂肪族聚氨酯提供了一个优势。然而,研究表明,脂肪族聚氨酯基于聚酯和聚碳酸酯多元醇提供显著提高耐蚀性。测试面板标本CN9030(图5)中的UA8尤其值得注意。

图6说明了相对贡献的各种低聚物化学腐蚀保护。

单体评价

常用的单体测试显示,他们传授防腐相比,低聚物——可能由于分子量明显降低。这个性能差异也可能与功能。SR506 SR531, mono的功能,较低的交联密度,使他们受到水分的攻击。相比之下,SR351和SR295更高功能,使这部电影太脆当治愈,导致可怜的附着力和表面开裂。然而,单体通常涂料配方的一个必要组成部分,和数据在图7显示,双作用的单体似乎提供更多保护由于平衡治疗电影属性在图7 (M3)。Tricyclodecane dimethanol丙烯酸(SR833S)制成了最好的耐腐蚀的ASTM B117等级2。

防蚀色素的影响

防蚀的效果颜料涂层技术是众所周知的。然而,他们并不是平等的。一系列的颜料单独评估相结合,利用SR833S作为车辆。如图8所示,专有色素2,重量的5%,实现了完美的5基于ASTM B117曝光。

涂膜厚度的影响

可想而知,厚涂层可能加强防腐。再次使用SR833S涂层中,薄膜厚度为0.5,1.0,2.0,3.0,和4.0毫升被应用到测试板。此外,一个小组准备(2)1-mil涂料是应用,治疗周期后每个。图9显示,耐蚀性提高涂膜厚度。然而,从2 - 4毫升没有好处。但有趣的是,(2)覆盖的标本1-mil电影显然是优越的。可能是第二层填充任何空洞或缺陷在第一,提供一个高质量的涂层。

耐候性测试

对抗高温盐雾的腐蚀影响这个项目的初始焦点,但户外应用面临额外的元素——即紫外线辐照度、温度和水分。问紫外加速老化测试(QUV)加剧了这些因素对涂层的影响标本。一个关键元素的光谱输出灯泡。UVA 340灯泡使用,因为它的输出,该中心约340纳米,密切复制的阳光。紫外线辐射的QUV风化协议8 h 60°C,紧随其后的是4 h黑暗凝结在40°C。

涂料QUV装置暴露可能随着时间的推移有黄色的倾向。最初这黄色指数(YI)测量,每100 h 1000 h / ASTM e313 - 98。

QUV测试小组准备和养护条件如下:聚氨酯丙烯酸酯低聚物进行“整洁”,没有受阻胺光稳定剂(HALS)和光吸收器,和防蚀颜料。房产申诉专员署在3%的光。衬底与外部CRS外套/底漆和白色的最下面的一层。样本使用融合治愈600 w / V灯25 fpm线路速度在空气和融合600 w / H灯在N 25 fpm线路速度₂总能量为4.5 J /厘米²使用一个电源冰球单元来衡量。这部电影是25微米35微米厚。

QUV测试是最耐腐蚀进行脂肪族聚氨酯低聚物(ALUA)在前面的研究来建立一个基线(CN9030)。低聚物进行了简洁(不含添加剂),添加哈尔斯和哈尔斯和防蚀色素的混合物(CIP)。如图10所示,样例的哈尔斯取得了彝族代表基线显著提高低聚物。包含哈尔斯的标本/ CIP混合了类似结果仅包含哈尔斯的标本。第二个“基线”低聚物是包括在这项研究中,一个脂肪族聚氨酯低聚物(CN9001),历经7年的佛罗里达曝光。以上样品含有哈尔斯和哈尔斯/ CIP表现相对Florida-tested低聚物的混合物。

之前的耐蚀性研究表明,除了一些例外,芳香族聚氨酯丙烯酸酯低聚物(ARUAs)可能在ALUAs提供性能优势。然而,众所周知,芳香寡聚物更倾向于黄色。QUV测试是执行一个基线ARUA评估对一个包含一个哈尔斯和一个ALUA ARUA哈尔斯。如图11所示,结果不出所料——ALUA哈尔斯是优于ARUA哈尔斯,这是优于基准ARUA。这个实验还研究了“混合”低聚物化学反应的影响。涂有标本最初ARUA哈尔斯。固化后,涂层应用基于ALUA和治愈。结果表明,应用一个ALUA涂层的ARUA-based配方可能是一个可行的手段优化腐蚀保护和抗风化。

结论和观察

市场趋势

用于防腐的化学相差很大,包括聚氨酯、丙烯酸树脂和特殊。Epoxy-based涂料是最常见的。行业趋势走向绿色镀膜技术。从2000年到2004年,分布solventborne direct-to-metal涂料从84%下降到61%。在此期间,水性涂料从13%上升到35%。紫外线/ EB-curable, 100%固体涂料代表一个小但增长direct-to-metal涂料市场的一部分。

腐蚀保护

紫外线/ EB-curable涂料基于芳香族骨架结构抵抗腐蚀比脂肪族类似物。芳香环氧丙烯酸酯中档性能有助于腐蚀防护涂料。在这项研究中观察到,聚氨酯丙烯酸酯低聚物提供最好的腐蚀保护。尽管芳香族聚氨酯通常优于脂肪族化合物,基于主体结构也有例外。还观察到的是,适当的选择和使用的防蚀颜料可以极大地增强acrylate-based防护涂料的性能。涂料应用技术也可以影响腐蚀防护涂料的性能,例如,两个比一个等效单层薄层更有效。