2 结果与讨论
2. 1 防腐涂料低温干燥性能
环氧防腐涂料的冬季低温干燥性能可通过差式扫描量热 法(DSC)测试环氧基团与环氧固化剂在一定温度下交联反应 所放出的反应热的多少进行评价。环氧基团的开环率=已被 打开的环氧基团数/总环氧基团数=HT, t/H0(H0:环氧基团完 全被打开所放出的热量,HT, t:在T温度下、t时刻时环氧基团 被打开所放出的热量)[1]。腰果油环氧固化剂和某聚酰胺固 化剂在5℃下的环氧开环率随时间的变化曲线如图1所示。
由图1可知,在5℃的温度下, 7 d后腰果油环氧固化体系的环氧基团开环率可达84%,而普通聚酰胺环氧固化体系仅为28%,其低温干燥速度远远高于聚酰胺环氧固化体系。主要是由于腰果油环氧固化剂分子结构中含有大量能促进环氧树脂固化的酚羟基和低温反应活性高的脂肪胺,酚羟基上的羟基氢的氢键作用可促使环氧基团开环[2],使固化体系在冬季低温条件下也能快速固化,这样就大大提高了铁道车辆用防腐涂料的冬季施工效率。
2. 2 涂膜耐盐雾性能
环氧防腐涂料中所含的环氧基团与胺类环氧固化剂中的 活性氢可进行化学交联反应,从而形成性能优良的漆膜,不同环氧固化剂由于其化学结构不一样,形成的漆膜耐盐雾腐蚀性能也有很大区别[3]。在漆料配方相同的条件下,考察腰果油环氧固化剂和普通聚酰胺环氧固化剂的耐盐雾腐蚀性能(500 h),结果如图2所示。
由图2可知,试板经过500 h的盐雾试验后,图2(a)选用 某聚酰胺固化剂的试验样板划叉处已严重腐蚀,单向腐蚀宽 度超过2 mm,而图2(b)选用某腰果油改性的环氧固化剂划叉 处单向腐蚀宽度仅约为1 mm。这主要是因为腰果油改性的 固化剂分子结构中含有大量能促进环氧树脂固化的酚羟基和 低温反应活性高的脂肪胺,使环氧基团与胺类环氧固化剂中 的活性氢之间进行化学交联反应更加完全,涂料的交联度得 到了大幅度提高,涂料体系交联度提高后,涂膜的玻璃化转变 温度(Tg)也得到了提高,理论认为,盐雾试验中漆膜浸水后 由于吸水起增塑作用,其Tg会下降约30℃,若涂层浸水后其 Tg仍超过试验环境温度,其附着点并不因涂层松弛而移动,仍 固定于原附着点,即湿附着力良好[4]。另外其分子结构上既 带憎水性优异的长脂肪链,又含耐化学腐蚀的苯环结构,这样 涂料的耐盐雾腐蚀性能就得到了大幅度提高。
2. 3 制得的防腐涂料性能表征
2. 3. 1 涂膜的DSC曲线分析
环氧防腐涂料的DSC测试结果见图3。曲线的第一个拐 点处即为环氧防腐涂料的Tg转变值。
由图3可知,使用腰果油环氧固化剂的涂料Tg值比使用 普通聚酰胺环氧固化剂和改性聚酰胺环氧固化剂的涂料Tg 值分别高约11℃和5℃,和普通聚酰胺环氧固化剂相比,涂膜的Tg值由60·67℃提高到了72·09℃。Tg值的提高主要 是由于腰果油环氧固化剂和环氧树脂间的化学交联反应进行 得比较完全,交联密度大,Tg值的提高使防腐涂料的耐盐雾腐蚀性能也得到了提高。