固化樹脂涂層各項特性的測試設備和測試方法如表2所示。
涂層性能測試
2·結(jié)果與討論
2.1 干燥時間
樹脂的干燥時間直接影響到涂料的施工性能。本文以D230為固化劑,考察了4種不同環(huán)氧樹脂的干燥時間,如表3所示。結(jié)果表明,混合型環(huán)氧樹脂由于其含有3個環(huán)氧基團,固化速度極快,3小時內(nèi)即可實干;氫化雙酚A環(huán)氧樹脂固化卻非常慢,24h后仍然無法表干。
2.2 硬度
涂膜硬度是用戶和涂料生產(chǎn)供應商最為關心的性能指標之一,也是海洋船舶涂料的一個最重要的物理性能[7],反映了一個材料抵抗另一個材料壓陷、刮擦、切劃和滲透的能力。對于本文所考察的4種環(huán)氧樹脂,固化后的樹脂硬度如圖2所示。E51、CYDF-170和ST-3000的硬度都在80邵D左右,這是因為它們均為雙酚型環(huán)氧樹脂,分子鏈上帶有的羥基基團可以大大提高分子間作用力,相應的內(nèi)聚能也較大,從而使得固化樹脂的硬度也較高。但當環(huán)氧樹脂為TDE-85時,由于分子鏈上沒有苯環(huán)剛性結(jié)構(gòu)基團,并且分子間作用力相對較小,因而硬度較雙酚型環(huán)氧樹脂低,僅為43邵D。
2.3 附著力
對于海洋船用涂料來說,防腐性能是一個重要的考察指標,而高分子涂層充分發(fā)揮防腐功能的先決條件在于與金屬之間的粘接即附著力的好壞[8]。因此,本文對四種不同結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂固化后的涂層附著力進行了研究,結(jié)果如圖3所示。對于氫化雙酚A環(huán)氧樹脂ST3000的附著力最大,為4.7MPa,雙酚A型環(huán)氧樹脂E51與雙酚F型環(huán)氧樹脂CYDF170次之,約為4MPa,而混合型環(huán)氧樹脂TDE85的附著力僅為2.5MPa。涂層在金屬底材上附著時,需要有化學活性附著中心[9]。極性基團,特別是羥基和羧基,就能形成這樣的化學活性附著中心[10]。由圖1可知,雙酚型環(huán)氧樹脂和混合型環(huán)氧樹脂都帶有一定量的極性基團,但是TDE85的固化速度非常快,隨著固化交聯(lián)反應的進行,分子鏈運動越來越困難,無法擴散移動至鋼板表面,極性基團無法與鋼板表面發(fā)生作用,有效附著的極性基團少,因此附著力很低。而氫化雙酚A環(huán)氧樹脂固化速度最慢,分子鏈有足夠的時間運動至鋼板表面,有效附著極性基團最多,附著力最大?! ?/p>