1.1 材料及設(shè)備

　　(2)儀器：SF0.4型高速砂磨分散攪拌機(jī)、DJ1C增力攪拌器、QFD型電動(dòng)漆膜附著力試驗(yàn)儀、QCJ型漆膜沖擊器、QTX漆膜彈性測(cè)定器和涂–4黏度計(jì)，天津市精科材料試驗(yàn)機(jī)廠;QXP-50S-100細(xì)度計(jì)，天津市森日達(dá)試驗(yàn)設(shè)備有限公司;YP20002電子天平，海光正醫(yī)療儀器有限公司。

　　采取正交試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選取AB-20水性環(huán)氧乳液的用量(g，因素A)、消泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(‰，因素B)、分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%，因素C)、鐵鈦粉用量(g，因素D)、水性環(huán)氧乳液與BH-521固化劑的質(zhì)量比(因素E)等5個(gè)影響因素，設(shè)計(jì)4水平，選用L16(45)正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以耐鹽水性及耐堿溶液性能為指標(biāo)確定基礎(chǔ)配方。正交試驗(yàn)因素水平見表1。

 

　　將分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑溶于一定量水以200r/min低速攪拌5~10min，依次加入鈦白粉、沉淀硫酸鋇等顏填料，進(jìn)行良好的分散后再加入水性環(huán)氧乳液，提高攪拌速度至500r/min，攪拌20min后，轉(zhuǎn)移至砂磨機(jī)上以1200r/min轉(zhuǎn)速砂磨30min，過濾后調(diào)節(jié)黏度大于80s，得到A組分。

　　1.3 性能測(cè)試

　　2·結(jié)果與討論

　　正交試驗(yàn)結(jié)果和極差分析見表2。

 

　　通過正交表數(shù)據(jù)分析，耐堿性極差RB>RA>RE>RC=RD，耐鹽水性極差BR′>AR′>ER′>CR′>DR′，極差R反映了因素水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響程度，均差用以確定水平級(jí)別。由表2可知，在本試驗(yàn)設(shè)計(jì)體系中，對(duì)于耐堿性和耐鹽水性，消泡劑是影響最大的因素，且以B3水平為最好，而水性環(huán)氧乳液的用量及環(huán)氧乳液和固化劑的質(zhì)量比對(duì)防腐性能的影響依次次之，分散劑、鐵鈦粉的用量影響最小。乳液用量及乳液和固化劑用量的比值取A1、E2水平最好。另外，利用綜合平衡法，對(duì)耐堿性、耐鹽水性能而言，分散劑、鐵鈦粉用量是較次要的因素。對(duì)于耐堿性而言，分散劑取C2水平為最好，而對(duì)于耐鹽水性，則取C2水平與C3水平都好且相當(dāng)，故選C2水平。同理，D因素選D2水平。綜上選擇A1B3C2D2E2方案作為基礎(chǔ)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，即AB-20水性環(huán)氧乳液207.6g，消泡劑2.8‰，分散劑4%，鐵鈦粉77g，水性環(huán)氧乳液與BH-521固化劑的質(zhì)量比為2.8。

　　固定水性環(huán)氧乳液質(zhì)量為207.6g、分散劑4%、鐵鈦粉77g和乳液與固化劑質(zhì)量比為2.08，改變消泡劑的用量進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，考察了消泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)涂料耐堿性及耐鹽水性能的影響，結(jié)果見圖1。

 

　　從圖1可以看出，隨著消泡劑含量的增加，涂料的耐蝕性能先升高后降低。當(dāng)消泡劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到一定程度時(shí)，消泡效果幾乎沒有任何的改善，涂層仍能見不少的針孔。對(duì)于防腐涂層而言，涂層表面的針孔對(duì)其防腐性能有很大的影響，特別是對(duì)于水性涂料而言，水等介質(zhì)會(huì)通過孔洞滲透到基材從而對(duì)基材造成影響，降低防腐性能，所以減少涂層針孔的出現(xiàn)對(duì)于防腐有著良好的指導(dǎo)作用。因此，選取消泡劑的最優(yōu)用量為2.8‰。

　　固定消泡劑用量為2.8‰、分散劑4%、鐵鈦粉77g、乳液與固化劑的質(zhì)量比為2.08，探討了水性環(huán)氧乳液的用量對(duì)涂層耐鹽水及耐堿性能的影響，結(jié)果見圖2。

　　由圖2可知，在本體系中，當(dāng)水性環(huán)氧乳液的用量為207.6g時(shí)，涂料的防腐性能最好，隨著水性環(huán)氧乳液的增加，其防腐性能緩慢下降。主要原因是水性環(huán)氧乳液作為一種絕緣性的高分子有機(jī)化合物，能與基材形成很強(qiáng)的附著力，使得涂層對(duì)腐蝕介質(zhì)有很強(qiáng)的隔離作用，延緩了基材的腐蝕速率，但當(dāng)其用量達(dá)到一定程度時(shí)，其作用變得相當(dāng)緩慢。當(dāng)防腐顏填料用量一定時(shí)，隨著乳液的增加，起著防腐屏蔽功能的顏填料所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，顏填料顆粒完全被乳液所包裹，影響了防腐顏料成膜的連續(xù)性，從而導(dǎo)致涂料的防腐能力在一定程度上變差。因此，環(huán)氧乳液的最優(yōu)用量為207.6g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39%。

　　固定消泡劑用量為2.8‰、分散劑4%、鐵鈦粉77g、水性環(huán)氧乳液207.6g，改變水性環(huán)氧乳液與固化劑的質(zhì)量比，探討水性環(huán)氧乳液與固化劑的質(zhì)量比對(duì)涂層耐鹽水及耐堿性能的影響，結(jié)果見圖3。

　　由圖3可知，隨著水性環(huán)氧乳液與固化劑的質(zhì)量比的增加，涂層的耐堿性和耐鹽水性先緩慢增加，然后逐漸下降，當(dāng)水性環(huán)氧乳液與固化劑的質(zhì)量比為2.08時(shí)，涂層的耐蝕性能最好。

　　2.5 鐵鈦粉用量對(duì)涂層防腐性能的影響

　　

　　圖4 鐵鈦粉用量對(duì)涂層防腐性能的影響

　　確定水性環(huán)氧乳液用量為207.6g、消泡劑2.8‰、鐵鈦粉77g、環(huán)氧乳液與固化劑的質(zhì)量比為2.08，改變分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，分散劑用量的變化對(duì)于耐堿性及耐鹽水性能的影響不是很大。當(dāng)分散劑含量為4%時(shí)，涂料的浮色、發(fā)花現(xiàn)象沒其他含量時(shí)嚴(yán)重，且貯存穩(wěn)定性也稍好于其他含量。這主要是因?yàn)榧尤胪苛现械念佁盍洗嬖谥芏?、粒徑、運(yùn)動(dòng)速度的不同，從而導(dǎo)致體系的不穩(wěn)定，使顏料產(chǎn)生浮色或絮凝。加入分散劑后，可使得顏料粒子在一定程度上得到良好的分散，降低了體系的不穩(wěn)定性。但并不是分散劑加入越多越好，因?yàn)轭佁盍系谋砻嬗幸欢ǖ娘柡臀剑佣嗔思壤速M(fèi)成本，也改善不了效果，故選取分散劑用量為4%。

　　選取水性環(huán)氧乳液質(zhì)量為207.6g(質(zhì)量分?jǐn)?shù)39%)、消泡劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.8‰、分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、鐵鈦粉用量為77g(質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%)、環(huán)氧乳液與固化劑質(zhì)量比為2.08，對(duì)所制備的水性環(huán)氧防腐涂料涂層進(jìn)行基本性能測(cè)試，其結(jié)果(見表3)基本達(dá)到了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

 

　　3·結(jié)語

<p style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(51, 51, 51); font-family: -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" neue",="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 17px;="" letter-spacing:="" 0.544px;="" line-height:="" 27.2px;="" text-align:="" justify;="" white-space:="" normal;="" widows:="" 1;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);="" box-sizing:="" border-box="" !important;="" word-wrap:="" break-word="" !important;"="">　　通過正交試驗(yàn)，探索了消泡劑、水性環(huán)氧乳液、分散劑和鐵鈦粉用量以及環(huán)氧乳液與固化劑質(zhì)量比對(duì)水性環(huán)氧涂料防腐性能的影響，獲得了最佳用量：消泡劑2.8‰，水性環(huán)氧乳液207.6g(質(zhì)量分?jǐn)?shù)39%)，水性環(huán)氧乳液與固化劑的質(zhì)量比2.08，鐵鈦粉77g(質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%)時(shí)，分散劑4%。在此條件下制備的水性環(huán)氧防腐涂料貯存穩(wěn)定性較好，涂膜的附著力為1級(jí)，沖擊強(qiáng)度50kg·cm，柔韌性1mm，在堿溶液中浸泡8d和在鹽溶液中浸泡22d均無異常，其綜合性能最好，符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

 

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