3.选用溶剂的要点溶剂型环氧防腐蚀涂料生产和涂装时必须采用溶剂,合理地选用溶剂是配方设计的重要环节。选用溶剂的核心是溶剂的溶解力,即溶剂溶解成膜物而形成均匀的高分子聚合物溶液的能力。关于溶剂的溶解性应掌握极性相似、溶度参数相近和溶剂化的基本原则,同时注意溶剂挥发速度及其反应性等要点。
(1)极性相似原则极性相似是“同类溶解同类”或相似互溶的原则。如E-20环氧树脂分子中含有醚键和环氧基,它可完全溶解在二氧六环溶剂中,而在二甲苯中的溶解度只有2%,见表2-3。
![]() (2)溶度参数相近原则溶度参数可分为三种氢键结合等级。溶剂氢键力可用氢键强度平均值(相对值)表征:弱氢键力平均值为0.3;中等氢键力平均值为0.1;强氢键力平均值为1.7;混合溶剂氢键力平均值由下式计算
氢键力平均值=φ1A+φ2B+χφ3C+……
式中,ф1、ф2、ф3……为溶剂A°、B°、C°……在混合溶剂中的体积分数;A、B、C……为A°、B°、C°……溶剂氢键力平均值。
例如二甲苯的弱氢键力平均值为0.3,乙醇的强氢键力平均值为1.7,将70%二甲苯和30%乙醇混合后得到混合溶剂氢键力平均值=0.7×0.3+0.3×1.7=0.72。
溶剂三种氢键等级的溶度参数应与树脂三种氢键等级的溶度参数相同等级比较其溶解性。三种氢键等级溶剂的溶度参数列于表2-4。
![]() 设溶剂的溶度参数为δ溶剂,树脂的溶度参数为δ树脂,对于同等氢键力溶度参数,可用|δ溶剂-δ树脂|<3.3判定溶解性,即绝对值<3.3时可部分或全部溶解。
例如由表2-7和表2-4得知,乙二醇甲醚δm=19.4、甲乙酮δm=19.0、正丁醇δs=23.3、二甲苯δL=18.0;从表2-10知E-20环氧树脂的δL=21.7、δm=18.2。则乙二醇甲醚和甲乙酮与E-20环氧树脂δm的绝对值分别为1.2和0.8即E-20环氧树脂可溶于乙二醇甲醚和甲乙酮中;二甲苯δL与E-20环氧树脂δL的绝对值为3.7,即E-20环氧树脂极少溶于二甲苯中;正丁醇是强氢键溶度参数,E-20环氧树脂只能微溶于正丁醇中。
当用二甲苯(60%)和正丁醇(40%)混合后,混合溶剂氢键力平均值=0.6×0.3+0.4×1.7=0.86,接近中等氢键力平均值(1.0),溶度参数δmin为0.6×18.0+0.4×23.3=20.1,|20.1-18.2|=1.9,则E-20环氧树脂可完全溶于二甲苯-正丁醇(6:4)混合溶剂中。
(3)溶剂化原则聚合物的溶胀、溶解都与溶剂化作用有关,溶剂化作用原理是高分子聚合物和溶剂接触时,溶剂分子对聚合物分子相互产生的作用,当此作用力大于聚合物分子间的内聚力时,则可使聚合物分子彼此分离而溶于溶剂中。通常,聚合物内的电子接受体(亲电体)与溶剂内的电子给予体(亲核体)或聚合物内的电子给予体(亲核体)与溶剂内的电子接受体(亲电体)起溶剂化作用而将聚合物溶解。
总之,只有将极性相似、溶度参数相近和溶剂化作用综合考虑,才会得到准确结果。还有测定溶剂的溶解能力的其他方法:贝壳松脂-丁醇值(KB值)试验、苯胺点法和稀释比法等。
(4)溶剂的挥发速度溶剂作为制造涂料的媒介物,它可以调节涂料的施工黏度、满足涂装要求。当施工结束后,要求它以合适的挥发速度跑掉。溶剂的挥发速度是确定溶剂品种的关键。
所有溶剂的表面张力都在很窄范围内变化。水的表面张力比大多数有机溶剂都高,所以水的挥发速度不快。由试验测得有机溶剂的挥发速度随着它的沸点和表面张力上升而下降。涂料中的溶剂挥发,对涂膜性能影响甚大。挥发速度快,流平性差,涂膜出现针孔和粘接力下降等弊病;挥发速度慢,增加涂膜内溶剂残留量,使涂膜发软、防腐蚀性等下降。只有恰当地控制溶剂的挥发速度,才能保证涂膜具有优异的性能。当相对挥发速度以乙酸丁酯为比较标准时,常用涂料溶剂的相对挥发速率及表面张力等性能见表2-5、表2-6和表2-7。
![]() ![]() ![]() 实践证明,环氧树脂应采用醇(或醇醚)和芳烃组成混合溶剂;有时用酮、醇和芳烃组成的混合溶剂,也会得到合理的挥发速度。特别提示,乙二醇乙米和乙二醇丁醚的毒副作用大,对人体有害且污染环境,请勿用。环氧酯类为基料的涂料选用溶剂时,应根据环氧酯的酯化当量确定溶剂的品种(见第十章环氧酯涂料)。
(5)溶剂的反应性防腐蚀涂膜内残留的溶剂越少越好。除高固体分和无溶剂型环氧防腐蚀涂料中加入可参与交联固化成膜的反应性稀释剂外,涂料中的溶剂不应与涂料组分反应,即采用的溶剂应是相对惰性的。
当用胺或其加成物等作固化剂时,不宜用酯和酮作溶剂(尤其是烘烤固化),因为它们会与氨基和羟基反应。实践已证明,酯与涂料中的羟基进行酯交换反应、酮进行缩酮化反应。 环氧树脂 - www.epoxy8.com -(责任编辑:admin) |