防腐阻燃型玻璃鳞片/环氧树脂涂料的性能

图5为30%玻璃鳞片的B配方漆膜三道涂层在酸溶液中浸泡不同天数的伯德曲线图。在浸泡50d涂层依旧处于渗透初期,而到58 d涂层则表现为两个时间常数,漆膜已经被酸溶液渗透,漆膜失去了对基体的保护作用。　　

 2·1·4　涂层对酸、碱、盐腐蚀介质防渗性能评价图6为含30%玻璃鳞片的B配方漆膜三道涂层分别在酸、碱及盐溶液中浸泡58 d的伯德曲线图。从图6中可以明显看出漆膜对碱和盐溶液有着优异的耐渗透性。　　

 2·2　涂料组分对涂料阻燃性能的影响

环氧树脂的LOI值(极限氧指数)为0·20[12],易燃[13-14]。测试B配方涂料和C配方涂料的阻燃性能见表2。从表2可得出玻璃鳞片含量在25%~35%之间的涂料在空气中不燃,是具有阻燃性能的涂料。　　

 在涂料中,当填料玻璃鳞片均匀分布,紧密层搭时,如图3(a)所示,由于玻璃鳞片不燃和导热系数低的性质,可以降低热量向被保护基材的传递速度,对燃烧起着抑制作用。当玻璃鳞片含量较低时,易燃的有机成分浸润包围着玻璃鳞片,玻璃鳞片隔离作用减弱。而当玻璃鳞片含量达40%时,由于玻璃鳞片的团聚(如图3(b)所示),结构性阻燃作用基本失效,而且不能与所添加的各阻燃元素发挥协同阻燃作用,从而使涂料的阻燃性能下降。

在涂料中聚醚胺固化剂引入了N元素,受热分解产生了不燃惰性气体NH3、NO2、NO。由于NH3和氧气反应生成NO2和H2O,可一定程度冲淡氧及可燃气体的浓度,有一定的物理阻燃作用;同时还促进基料固化物热稠合炭化,发挥凝聚相阻燃作用;其中,NO2和NO能捕捉H·和HO·等燃烧反应的自由基来抑制燃烧反应进行[15]。

另外三氧化二铝是无机耐火材料,与燃烧形成的其他碳化物在材料周围形成惰性屏障,起到减缓燃烧速度和控制火势迅速蔓延的作用[14]。且用于鳞片表面处理的偶联剂,不仅为阻燃涂料提供了优良的附着力和耐热性,还以钛的路易斯酸作用促进了环氧树脂的固化,并且所含配位型亚磷酸酯与以上阻燃改性一起发挥了良好的阻燃协同作用。

2·3　各膜层力学性能的分析

表3所列为各涂层的力学性能。由表3可见,由端氨基聚醚D400固化环氧树脂制得的漆膜韧性很好,并且有优良的附着力。此固化剂是一类具有柔软的聚醚骨架,末端以氨基或胺基封端的脂肪族化合物,因而固化后可提高环氧树脂的韧性及抗老化性,且活性高,黏度低,并且可以在室温下固化。涂层在室温下需36h以上固化。
但作为厚浆型涂料,随着漆膜体系中高硬度的无机填料玻璃鳞片的增多,涂层韧性急剧下降。这是由于当涂层受到力时,漆膜中大分子链运动,并传递力矩,但玻璃鳞片在偶联剂的作用下,与环氧树脂存在着很强的相互作用,使链段的运动受阻,并在各玻璃鳞片和漆膜分子的连接界面上产生裂纹,导致整个涂层的韧性迅速下降。　　

 3　结论

(1)当玻璃鳞片质量分数在30%时,涂料阻燃性能最佳,其UL 94达V-0级,LOI为38%。

(2)将含有附着性能良好的锌粉和氧化铁红的涂层置于与基体接触层作为底漆,将添加了抗渗透性强的玻璃鳞片的涂层覆盖在底漆之上作为面漆,涂刷三道涂层将使玻璃鳞片层叠效果达到要求,且涂层厚度在500μm以上。涂层在室温完全固化需36h。