前 言
硫酸鋇因化學惰性強，穩(wěn)定性好，耐酸堿強，硬度適中，能吸取有害射線等特點，已得到廣泛應用。而我司經(jīng)過改性后的沉淀硫酸鋇，純度高、白度好、電導率低，不僅可用作填料，還是一種可改善某項特殊性能要求的功能性環(huán)保材料。因此也被深入用于多個高性能要求的工業(yè)涂料領域中，尤其在需求量較大的防腐涂料中更是得到不少用戶的認可。而在水性環(huán)氧防腐涂料中，添加改性沉淀硫酸鋇是較好的選擇。不僅可以提高固含量，降低涂料中的VOC含量，提高環(huán)保效應，且漆膜致密性高，收縮率低，物性好，防滲透性強?？捎行Ц魯嘟饘倥c腐蝕介質(zhì)接觸，從而使水性環(huán)氧防腐涂料的綜合性能在一定程度上得到提高，也因此在諸多種類的防腐涂料中能得到廣泛應用。
1 實驗部分
1.1 主要原材料
沉淀硫酸鋇：M-700，粒徑0.7μm，云浮鴻志新材料有限公司；
普通沉淀硫酸鋇：粒徑0.7μm，市售產(chǎn)品；
水性環(huán)氧改性分散體：市售產(chǎn)品；
流平劑：TeGo-346，德國迪高；
消泡劑：TeGo-904w，德國迪高；
分散劑：Silok-7170w，斯洛柯；
流變助劑：W-692，佳明化學；
助溶劑：市售工業(yè)品；
增稠劑：市售工業(yè)品；
蒸餾水：自制。
1.2 產(chǎn)品物性表與電鏡圖
表1是本報告研究的沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇的物性對比表。另外，從圖1、圖2可看到沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇的電鏡圖差異。
1.3 主要儀器設備
高速分散機：SFU400，上海微特電機；
電子秤：JM-B-3003，0.01g，超澤衡器設備有限公司；
刮板細度計：QXD-50，天津市精科材料有限公司；
四面涂布器：SZQ（100-150-200-250μm），廣州德滿億儀器；
三角度測光儀：CS380，上海亮研智能科技有限公司；
氙燈耐老化試驗箱：SD-Z-150A，東莞匯泰機械有限公司；
色差儀：CM-2300d，美能達；
陶瓷納米臥式砂磨機：CSN-1，馳勒（上海）機械科技有限公司；
耐鹽霧試驗機：ZL-90，正藍精密儀器；
漆膜沖擊器：QJC-100CM，東莞華國精密儀器；
漆膜圓柱彎曲試驗儀：QTY-32，上海普申；
鉛筆硬度計：QHQ-A。
2 沉淀硫酸鋇M-700在水性防腐漆中實驗方法
2.1 水性單組分環(huán)氧防腐涂料的制備
表2為基礎配方，將配方中的去離子水、分散劑、消泡劑、沉淀硫酸鋇依次加入分散缸內(nèi)，高速分散10-15min混合均勻然后研磨至細度小于30μm，即得到漿料。將環(huán)氧乳液、助溶劑、流平劑加入漿料中低速分散至均勻，然后加入適量的增稠劑調(diào)節(jié)黏度，即得到單組份漆料。
2.2 實驗對比樣板的制備
實驗前應先將鐵片表面的灰塵雜質(zhì)沖洗干凈后拭干，再用400-600目砂紙打磨掉鐵片表面的鍍錫防銹涂層，用酒精擦拭干凈鐵板表面金屬碎屑后干燥待用。將以上漆料配方參照GB/T 1727-1992（漆膜一般制備法）制備漆膜待測。3 結果與討論
3.1 涂膜物理性能結果對比
實驗測試結果如表3所示。從以上結果可看出，添加我司沉淀硫酸鋇M-700的漆膜光澤度明顯比添加普通沉淀硫酸鋇的高，且耐沖擊性、柔韌性均高出一個等級。分散性與潤濕流平性方面，我司沉淀硫酸鋇M-700不但好分散，還具有一定的潤濕助磨功效，可有效提高漆膜的流平性。3.2 耐鹽霧性測試
通過采用中性鹽霧試驗(NSS)評估漆膜的防腐性能，將制作好的漆膜樣板在鹽霧箱中放置24h相當于暴露在自然環(huán)境下一年時間。試驗條件是5%的氯化鈉溶液，鹽霧箱內(nèi)的試驗溫度是30-45℃。通過記錄漆膜樣品在鹽霧環(huán)境下120h的變化情況。
在水性防腐漆中，耐鹽霧性是評估漆膜性能好壞的非常重要的指標之一，測試可靈活的根據(jù)防腐漆性能的需求進行不同時長的耐鹽霧性測試。從圖3、表4可見，添加我司的沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇相比，添加M-700的漆膜板面保持良好，基本無銹蝕出現(xiàn)。另外在樣板劃線處看到有輕微起泡，銹蝕擴展寬度小于2mm。而添加普通沉淀硫酸鋇的板面銹蝕嚴重且伴有脫落、變色現(xiàn)象出現(xiàn)，劃線處嚴重生銹，起泡，銹蝕擴展寬度大于2mm，整體的耐鹽霧性較差。添加我司的沉淀硫酸鋇M-700，可有效提高漆膜的致密性，降低漆膜的滲透性，從而延長漆膜對涂布件的防護時長。3.3 耐老化性測試
通過采用氙燈老化試驗箱對漆膜進行耐老化性能測試，溫度參數(shù)是40℃，暴露周期采用黑標溫度50士3℃輻照暴露8h，黑標溫度50士3℃下無輻照冷凝4h，每一個周期記錄一次漆膜光澤度變化情況。通過光澤度變化評判其耐老化性能，當試樣的主要性能指標降至初始值的50%時終止試驗。
從圖4和表7數(shù)據(jù)結果可見，添加沉淀硫酸鋇M-700的漆膜，除了光澤度有輕度的降低以外，沒有出現(xiàn)漆膜發(fā)白，發(fā)黃現(xiàn)象，具有一定保光、保色性能。反觀添加普通沉淀硫酸鋇的情況，漆膜發(fā)黃，局部起泡，嚴重失光，性能急劇下降。由此可見，不同的沉淀硫酸鋇對防腐涂料耐老化性能的影響有多大。3.4 耐水性
通過采用浸水試驗法評估漆膜的防水性能，在常溫環(huán)境中，將制作好的漆膜樣板浸泡在水中，通過記錄漆膜樣板在水中浸泡120h后的變化情況來評估不同沉淀硫酸鋇漆膜樣板的耐水性好壞。
從圖5、表8可看出，添加普通沉淀硫酸鋇的漆膜表面效果較差，出現(xiàn)了生銹、起泡、變色發(fā)白等問題，耐久性差，嚴重影響了涂料產(chǎn)品的使用。而添加我司的沉淀硫酸鋇M-700的漆膜在前期雖有輕微發(fā)白現(xiàn)象，但自然干燥后可快速恢復，漆膜基本無異常。3.5 防閃銹性測試
將涂料涂覆在打磨好的馬口鐵片上，在漆膜干燥前將樣板放置于相對濕度>95%、溫度25-30℃的密閉環(huán)境中24h,目測銹蝕程度。以單位面積銹點個數(shù)將防閃銹性劃分為5個等級：0級好，無缺陷；銹點≤2個為1級；2個<銹點≤5個為2級；5個<銹點≤10個為3級；10個<銹點≤20個為4級；銹點>20個為5級，差。
閃銹在水性金屬涂料中是常見的現(xiàn)象，指的是被水性涂料涂覆后的金屬表面，在水和氧氣共存的條件下，涂層干燥前在金屬基材表面與涂層之間產(chǎn)生的小面積銹蝕現(xiàn)象。后期對漆膜的防護性有較大影響。結合圖6和表9發(fā)現(xiàn)，在不添加防閃銹劑的同等條件下，使用沉淀硫酸鋇M-700的漆膜沒有銹點出現(xiàn)，有著優(yōu)異防閃銹性能。而添加普通沉淀硫酸鋇的漆膜出現(xiàn)了密集的銹點，對閃銹的抑制能力較差，嚴重影響水性防腐涂料的性能。4 結語
綜上所述，本報告以兩種不同的沉淀硫酸鋇為主體填料，分別添加到水性防腐漆中，在不添加其它防腐助劑和防銹顏料的前提條件下，通過對比防腐漆的相關性能表現(xiàn)，充分體現(xiàn)出我司的沉淀硫酸鋇M-700與普通沉淀硫酸鋇的巨大差距。沉淀硫酸鋇M-700在作為普通填料使用時，可起到填充作用，降低成本的效果。作為功能性填料使用時，可改善漆膜流平性、提高漆膜致密性、光澤度、增強漆膜防滲透性。同時，我司的沉淀硫酸鋇M-700純度高，電導率低，在耐鹽霧性、耐水性、防閃銹性等綜合性能上得到有效提升，在防腐涂料中起到緩蝕防銹的作用。本實驗報告結果的數(shù)據(jù)基于我司實驗室所測，具體的實際效果應以客戶所進行的實驗及其配方體系為準。
2024年08月12日 |
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