消防管道用多組分環(huán)氧涂料配方設(shè)計(jì)

 

　　1、環(huán)氧樹(shù)脂涂料近年來(lái)的發(fā)展

 

　　環(huán)氧樹(shù)脂涂料以其性能優(yōu)異及應(yīng)用廣泛而聞名于世，目前，環(huán)氧涂料已成為涂料工業(yè)中的支柱產(chǎn)品之一。環(huán)氧樹(shù)脂涂料以其突出的防腐蝕，耐化學(xué)藥品性，具有高強(qiáng)度，耐磨損以及環(huán)保等特點(diǎn)以及逐漸成為未來(lái)涂料的發(fā)展方向。已被廣泛應(yīng)用于石油化工，鋼鐵，交通運(yùn)輸，海洋工程，地下設(shè)施和船舶工業(yè)等領(lǐng)域。消防管道屬于管道運(yùn)輸?shù)囊粋�(gè)分支，在鋼鐵管道制品中具有個(gè)別性和特殊的意義。對(duì)于其涂覆層的選擇也就提出了新的要求。

 

　　2、專用于消防管道環(huán)氧涂料的配方設(shè)計(jì)

 

　　2.1環(huán)氧樹(shù)脂

 

　　分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子化合物統(tǒng)稱為環(huán)氧樹(shù)脂。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對(duì)金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對(duì)堿及大部分溶劑穩(wěn)定，消防管道涂塑新標(biāo)準(zhǔn)要求非常嚴(yán)格，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的要求也進(jìn)一步提高，使用單一的環(huán)氧樹(shù)脂，對(duì)于涂膜的性能而言常常是顧此失彼。這里選擇多種環(huán)氧樹(shù)脂配合使用，使涂層的綜合性能得到更好的提升。首要選擇中分子量的E-12環(huán)氧樹(shù)脂。它具有適中的黏度和較好的流動(dòng)性。在此基礎(chǔ)上配合使用粘度稍大的高分子量E-07樹(shù)脂和高純度的E-11型環(huán)氧，提高涂料的附著力和柔韌性。使用多組分環(huán)氧存在一個(gè)小的問(wèn)題，粉末涂料膠化時(shí)間的調(diào)節(jié)略顯復(fù)雜，需要找到環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和促進(jìn)劑之間協(xié)調(diào)比例，而不能單純靠促進(jìn)劑量的增減。

 

　　2.2固化劑

 

　　固化劑又名硬化劑、變定劑，是與樹(shù)脂發(fā)生縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，使熱固性樹(shù)脂發(fā)生不可逆的變化過(guò)程的物質(zhì)�，F(xiàn)在工業(yè)化大量使用的固化劑有雙氰胺及其取代產(chǎn)物、二酸二酰肼、咪唑及其衍生物、多元羧酸銨鹽、酸酐加成物、酚羥基樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂等。按照CJ/T120-2008中附著力的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，雙氰胺固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)形成的涂膜經(jīng)過(guò)95℃的水煮超過(guò)24h后，很難達(dá)到好的附著力性能，一般會(huì)大于3級(jí)。胺類改性后成膜效果提升，可用于高功能性防腐工業(yè)中。酚類固化劑與環(huán)氧發(fā)生加成反應(yīng)，成膜期間沒(méi)有揮發(fā)性物質(zhì)逸出，不會(huì)有針孔和氣孔產(chǎn)生，適合消防器材及管道的涂覆。我們選用的是改性酚羥基樹(shù)脂固化劑，實(shí)踐證明該交聯(lián)劑活性高，制成的粉末涂料可具有良好的流平性、化學(xué)抗性和絕緣性；相對(duì)其他未改性的交聯(lián)劑，涂膜有突出的抗沖擊和抗彎曲性且附著力等級(jí)可達(dá)到1級(jí)，粉末涂料的儲(chǔ)存性和施工性也非常出色。

 

　　2.3固化促進(jìn)劑

 

　　咪唑類和環(huán)脒類是雜環(huán)化合物，是環(huán)氧樹(shù)脂的良好固化劑，又是固化促進(jìn)劑。國(guó)內(nèi)的廠商大多選其作為促進(jìn)劑。配合酚羥基樹(shù)脂與環(huán)氧固化交聯(lián)得到性能良好的涂膜。我們選擇咪唑?yàn)楣袒�促進(jìn)劑。

 

　　2.4助劑

 

　　助劑是粉末涂料配方中的重要組成部分，與樹(shù)脂、固化劑、填料比較，其用量較少。只占千分之幾或百分之幾，但它對(duì)涂膜性能的影響是不可忽視的，在某些情況下，助劑起到了決定性的作用。

 

　　該配方的設(shè)計(jì)中，添加的助劑有流平劑、脫氣劑、消泡劑、硅烷偶聯(lián)劑、增韌劑、抗劃傷劑、附著力增強(qiáng)劑以及阻燃劑。

 

　　流平劑、脫氣劑是平光環(huán)氧涂料中必不可少的成分。其中阻燃劑在防火涂料中已有一定的應(yīng)用，也在持續(xù)改進(jìn)和完善中。而在這里聚磷酸銨阻燃劑是針對(duì)消防管道涂覆涂料特別引進(jìn)的助劑，目的在于最大限度的保證消防管道及器材在突發(fā)火險(xiǎn)中的可用性。硅烷偶聯(lián)劑是由硅氯仿(HSiCl3)和帶有反應(yīng)性基團(tuán)的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成，再經(jīng)醇解而得，它本身有兩種基團(tuán)；一種基團(tuán)可以和被粘的骨架材料結(jié)合；而另一種基團(tuán)則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合，從而在粘接界面形成強(qiáng)力較高的化學(xué)鍵，大大改善了粘接強(qiáng)度。在環(huán)氧涂料中引入硅烷偶聯(lián)劑能提高樹(shù)脂與固體表面之間的黏合強(qiáng)度與耐久性。其余則均為功能增強(qiáng)型助劑，保證環(huán)氧涂料制成的內(nèi)外涂層，特別是內(nèi)涂層達(dá)到現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　2.5填料

 

　　填料包括體質(zhì)填料和顏料，是絕大多數(shù)粉末涂料制作過(guò)程中不可缺少的部分。填料不僅可以改善制品的各種性能，還可以降低成本。該制品選用的體制填料為云母粉，二氧化硅和硅微粉。顏填料為耐高溫紅色顏料。

 

　　云母作填料，可提高涂膜耐熱性；加入二氧化硅(白炭黑)可顯著提高制品的物性；硅微粉也是常用填料之一，外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃，內(nèi)添加到制品中顯著提高其抗壓、抗折、抗?jié)B、防腐、抗沖擊及耐磨性能。特別是在氯鹽污染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環(huán)境下，可使涂料制品的耐久性提高一倍甚至數(shù)倍。

 

　　正如我們見(jiàn)到的很多消防器材、消火栓以及消防管道，均為紅色，一方面紅色可以起到警示的作用，一方面GB/T5315-2010中也明確規(guī)定了涂塑層的顏色為紅色。在高溫實(shí)驗(yàn)中，雖然允許涂塑管件外觀發(fā)黑或變暗，但實(shí)驗(yàn)溫度高達(dá)300℃，所以顏填料首要選擇耐高溫性能好的。

 

　　綜上所述，獲得環(huán)氧涂料專用于消防管道配方。

 

　　3、環(huán)氧涂料應(yīng)用于消防管道的意義

 

　　環(huán)氧粉末在消防管道涂層中的應(yīng)用和推廣，不僅提高了消防管道的實(shí)際工作能力，還延長(zhǎng)了其使用壽命，降低了成本，降低了我國(guó)消防制品因結(jié)垢生銹造成的浪費(fèi)，也使國(guó)民的生命財(cái)產(chǎn)安全得到更有效的保證。