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摘 要:本文通过分析影响单组份乙烯磷化底漆漆膜耐盐水性能的各种因素,从原材料的用量和防锈颜、填料的搭配入手,利用正交试验进行筛选,在配方成本波动很小的前提下,确定出最佳配方。
关键词:单组份 乙烯磷化底漆 耐盐水性 正交试验 耐盐雾助剂
中图分类号:TG174 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(b)-0135-02
引言
乙烯磷化底漆是一种车间底漆,是车间底漆中最常用的一种工序防锈漆,由于其价格便宜,防锈性和机械性好而得到广泛应用,但市面上多见为X06-1(分装)型,而单组分乙烯磷化底漆由于施工方便,更为铁路系统用车间底漆所认可,但由于单组分漆液中含有磷酸成分,所以会对系统的平衡产生一定的影响,尤其是对漆膜的耐盐水性能影响尤其严重。本文从原材料的选择和搭配入手,通过设计正交试验,同时考评了贮存稳定性、附着力、耐冲击性能和弯曲性能,通过简洁的分析方法和简单的试验方法提高了漆膜的耐盐水性能。
1 试验与检测
1.1 试验原料
PVB树脂:18s怀化大自然化工有限公司;磷酸:分析纯,青州市鑫胜化工有限公司;防沉剂:浙江临安福盛涂料助剂有限公司;膨润土:浙江华特实业集团华特化工有限公司;磷酸锌,广西新晶科技有限公司、满城县新龙源化工有限公司、新乐市三阳防腐材料厂;乙醇:中粮生化能源有限公司;锌铬黄:蓬莱新光颜料化工有限公司;铁红:武汉凯兴颜料有限公司;漆膜密着剂:上海希柯实业有限公司。
1.2 试验设计与分析
大部分文献上都在乙烯磷化底漆中使用四盐基锌黄〔1〕〔4〕〔5〕,但是我在试验和生产实践中都发现,3#锌铬黄也能起到与四盐基锌黄同样的作用,而在贮存稳定性上,3#锌铬黄明显高于四盐基锌黄,而且在价格和货源供应上3#锌铬黄占有明显的优势,所以采用3#锌铬黄作为单组份乙烯磷化底漆的主要防锈颜料。因为提高漆膜的耐盐水性能的前提是必须保证漆膜的附着力、弯曲性能、耐冲击性能和焊接烧蚀宽度符合标准要求,所以根据以往试验的经验,将颜料体积与基料(PVB树脂)体积之比设为常数,为了保证漆膜有足够的遮盖力,将铁红的体积固定在1.5212cm3,膨润土起辅助防沉作用,对耐盐水的影响不大,所以根据防沉要求和以往的经验添加量设定为2.5%。如此,对漆膜对耐盐水性能产生影响的因素就只剩下了四个因素,分别是:A.磷酸用量;B.防沉剂用量;C.锌铬黄与磷酸锌的体积比;D.磷酸锌的产地,对这四个因素分别取三个水平,分别是A(A1:2.22%,A2:2.37%,A3:2.51%);B(B1:0.17%,B2:0.25%,B3:0.33%);C(C1:1.4,C2:1.0,C3:0.6);D(D1:广西,D2:龙源,D3:新乐)按正交试验表L9(34)设计试验见表1。
为了便于对结果的分析,对耐盐水的情况进行分级。
24小时起泡7个以上,9级4～6个,8级,1～3个,7级
48小时起泡7个以上,6级4～6个,5级,1～3个,4级
72小时起泡4个以上,3級1～4个,2级,未起泡,1级
由此可得出,主次因素的顺序和最佳方案为C1,B2,D1,A2。即锌铬黄与磷酸锌的体积比1.4时,防沉剂用量为0.25%时,磷酸锌的产地为广西三晶时,磷酸的用量占2.37%时,漆膜的耐盐水性能达到最佳,所进行的9个试验的附着力,弯曲性能,耐冲击性能和焊接烧蚀宽度均符合要求。
后按试验结果进行小试,经检测证明耐盐水可达96h,附着力1级,耐冲击性50kg·cm,弯曲性能1mm,焊接烧蚀宽度小于2mm均符合预定要求。
在以往的试验中,曾试图加过耐盐雾助剂〔6〕,以期提高漆膜的耐盐水能力,但是因为体系中含有磷酸,致使有些耐盐雾助剂失去效用,只有深天吴化工的一款HMM-FM在体系中相对稳定,但是只有添加量达到8%～10%时,才能起到作用(其说明书建议添加量为0.5%～1.5%)。成本相对较高。依照本次试验最佳方案添加8％(质量份)的耐盐雾助剂,耐盐水可达144h。
2 结语
1)单组分铁红乙烯磷化底漆中对漆膜耐盐水性影响依主→次依次为C(锌铬黄与磷酸锌的体积比)B(防沉剂用量)D(磷酸锌的产地)A(磷酸用量)。2)当取值为C1,B2,D1,A2时为最佳方案。3)有些耐盐雾助剂在酸性体系中会失去作用,而有些虽然能保持稳定添加量必须达到一定量(如HMM-FM需加到8%～10%)才能起到提高漆膜耐盐水的作用,但成本太高。
参考文献
[1] 陈世杰主编.涂料工艺(增订本)第一分册.北京化学工业出版社,1994,8(2).1996,2(3)次印刷.865～868.
[2] 费荣昌,费定晖.概率统计.济南:山东科学技术出版社,1985,4(1).167～181.
[3] 倪玉德主编.涂料制造技术.北京化学工业出版社,2007,7(1),2004,8.第二次印刷.389～444.
[4] 涂料工艺.第八分册.石油化学工业出版社,1976,8(1),第一次印刷.8～77.
[5] 虞兆年.防腐蚀涂料和涂装.北京化学工业出版社,2003.106～112.
[6] 刘志,杨小刚.超厚膜环氧重防腐涂料耐中性盐雾性能研究[J].涂料工业,2009,39(3):57～60.
关键词:单组份 乙烯磷化底漆 耐盐水性 正交试验 耐盐雾助剂
中图分类号:TG174 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(b)-0135-02
引言
乙烯磷化底漆是一种车间底漆,是车间底漆中最常用的一种工序防锈漆,由于其价格便宜,防锈性和机械性好而得到广泛应用,但市面上多见为X06-1(分装)型,而单组分乙烯磷化底漆由于施工方便,更为铁路系统用车间底漆所认可,但由于单组分漆液中含有磷酸成分,所以会对系统的平衡产生一定的影响,尤其是对漆膜的耐盐水性能影响尤其严重。本文从原材料的选择和搭配入手,通过设计正交试验,同时考评了贮存稳定性、附着力、耐冲击性能和弯曲性能,通过简洁的分析方法和简单的试验方法提高了漆膜的耐盐水性能。
1 试验与检测
1.1 试验原料
PVB树脂:18s怀化大自然化工有限公司;磷酸:分析纯,青州市鑫胜化工有限公司;防沉剂:浙江临安福盛涂料助剂有限公司;膨润土:浙江华特实业集团华特化工有限公司;磷酸锌,广西新晶科技有限公司、满城县新龙源化工有限公司、新乐市三阳防腐材料厂;乙醇:中粮生化能源有限公司;锌铬黄:蓬莱新光颜料化工有限公司;铁红:武汉凯兴颜料有限公司;漆膜密着剂:上海希柯实业有限公司。
1.2 试验设计与分析
大部分文献上都在乙烯磷化底漆中使用四盐基锌黄〔1〕〔4〕〔5〕,但是我在试验和生产实践中都发现,3#锌铬黄也能起到与四盐基锌黄同样的作用,而在贮存稳定性上,3#锌铬黄明显高于四盐基锌黄,而且在价格和货源供应上3#锌铬黄占有明显的优势,所以采用3#锌铬黄作为单组份乙烯磷化底漆的主要防锈颜料。因为提高漆膜的耐盐水性能的前提是必须保证漆膜的附着力、弯曲性能、耐冲击性能和焊接烧蚀宽度符合标准要求,所以根据以往试验的经验,将颜料体积与基料(PVB树脂)体积之比设为常数,为了保证漆膜有足够的遮盖力,将铁红的体积固定在1.5212cm3,膨润土起辅助防沉作用,对耐盐水的影响不大,所以根据防沉要求和以往的经验添加量设定为2.5%。如此,对漆膜对耐盐水性能产生影响的因素就只剩下了四个因素,分别是:A.磷酸用量;B.防沉剂用量;C.锌铬黄与磷酸锌的体积比;D.磷酸锌的产地,对这四个因素分别取三个水平,分别是A(A1:2.22%,A2:2.37%,A3:2.51%);B(B1:0.17%,B2:0.25%,B3:0.33%);C(C1:1.4,C2:1.0,C3:0.6);D(D1:广西,D2:龙源,D3:新乐)按正交试验表L9(34)设计试验见表1。
为了便于对结果的分析,对耐盐水的情况进行分级。
24小时起泡7个以上,9级4～6个,8级,1～3个,7级
48小时起泡7个以上,6级4～6个,5级,1～3个,4级
72小时起泡4个以上,3級1～4个,2级,未起泡,1级
由此可得出,主次因素的顺序和最佳方案为C1,B2,D1,A2。即锌铬黄与磷酸锌的体积比1.4时,防沉剂用量为0.25%时,磷酸锌的产地为广西三晶时,磷酸的用量占2.37%时,漆膜的耐盐水性能达到最佳,所进行的9个试验的附着力,弯曲性能,耐冲击性能和焊接烧蚀宽度均符合要求。
后按试验结果进行小试,经检测证明耐盐水可达96h,附着力1级,耐冲击性50kg·cm,弯曲性能1mm,焊接烧蚀宽度小于2mm均符合预定要求。
在以往的试验中,曾试图加过耐盐雾助剂〔6〕,以期提高漆膜的耐盐水能力,但是因为体系中含有磷酸,致使有些耐盐雾助剂失去效用,只有深天吴化工的一款HMM-FM在体系中相对稳定,但是只有添加量达到8%～10%时,才能起到作用(其说明书建议添加量为0.5%～1.5%)。成本相对较高。依照本次试验最佳方案添加8％(质量份)的耐盐雾助剂,耐盐水可达144h。
2 结语
1)单组分铁红乙烯磷化底漆中对漆膜耐盐水性影响依主→次依次为C(锌铬黄与磷酸锌的体积比)B(防沉剂用量)D(磷酸锌的产地)A(磷酸用量)。2)当取值为C1,B2,D1,A2时为最佳方案。3)有些耐盐雾助剂在酸性体系中会失去作用,而有些虽然能保持稳定添加量必须达到一定量(如HMM-FM需加到8%～10%)才能起到提高漆膜耐盐水的作用,但成本太高。
参考文献
[1] 陈世杰主编.涂料工艺(增订本)第一分册.北京化学工业出版社,1994,8(2).1996,2(3)次印刷.865～868.
[2] 费荣昌,费定晖.概率统计.济南:山东科学技术出版社,1985,4(1).167～181.
[3] 倪玉德主编.涂料制造技术.北京化学工业出版社,2007,7(1),2004,8.第二次印刷.389～444.
[4] 涂料工艺.第八分册.石油化学工业出版社,1976,8(1),第一次印刷.8～77.
[5] 虞兆年.防腐蚀涂料和涂装.北京化学工业出版社,2003.106～112.
[6] 刘志,杨小刚.超厚膜环氧重防腐涂料耐中性盐雾性能研究[J].涂料工业,2009,39(3):57～60.