Bestudeer die invloed van epoksieharsstruktuur op die werkverrigting van mariene bedekkings

1. Inleiding

China het 'n groot seegebied en ryk mariene hulpbronne. Veral in onlangse jare het die land meer aandag aan mariene ontwikkeling gegee. Met die vinnige ontwikkeling van die mariene ekonomie het die skeepsboubedryf ook gestyg. Die markvooruitsigte vir mariene skeepsbedekkings is baie optimisties en die vereistes word al hoe hoër. Onder hulle het epoksieharsbedekking sterk adhesie, uitstekende roesvoorkoming en waterweerstand, goeie meganiese sterkte en chemiese weerstand, en speel 'n belangrike rol in skipbeskerming, veral in die romp, waterlyn, dek en ander dele. Dit word beskou as een van die pilaarprodukte in die mariene skeepsbedekkingsbedryf.

Met die voortdurende verbetering van die prestasiestandaarde van mariene bedekkings in onlangse jare, is dit egter nodig dat die epoksiehars wat gebruik word, verbeter word in terme van hittebestandheid, hoë taaiheid, vogbestandheid en ander aspekte om hoë werkverrigting te behaal. As gevolg van die groot intermolekulêre krag van epoksiehars, is die aggregaat egter styf. Boonop kan die molekulêre kettings ordelik gerangskik word, wat hoogs kristallyne, bros by kamertemperatuur en swak impakprestasie vorm. Daarom is dit dringend om die eienskappe van epoksiehars met verskillende strukture te verstaan ​​en te bemeester, veral die impakprestasie, wat van groot belang is vir die ontwerp en ontwikkeling van epoksieharsbedekkings vir mariene skepe.

  In hierdie vraestel word die hardheid, adhesie en impak eienskappe van die bedekkings ondersoek deur epoksieharse met verskillende strukture te kies, insluitend bisfenol A, gehidrogeneerde bisfenol A, bisfenol F en gemengde epoksieharse, en die gebruik van buigsame poliëteramien as die verhardingsmiddel, so om die verwantskap tussen verskillende epoksieharsstrukture en bedekkingseienskappe te verkry, om sodoende 'n teoretiese basis te verskaf vir die ontwikkeling en toepassing van epoksiebedekkings vir seeskepe.

2. Eksperimenteer

a) Grondstof

Fenol A epoksiehars E51 : epoksiewaarde 0.51; Gehidrogeneerde bisfenol A epoksiehars ST3000: epoksiewaarde 0.43; Bisfenol F epoksiehars CYFF170: epoksiewaarde 0.60; Gemengde epoksiehars TDE85: epoksiewaarde 0.85; D230: amien aktiewe waterstofekwivalent 60g/ekw; Asetoon.

b) Eksperimentele Metodes

i. Bedekking Voorbereiding

  Weeg volgens die formule in Tabel 1 'n sekere hoeveelheid hars en verhardingsmiddel, roer dit meganies by kamertemperatuur totdat die stelsel eenvormig is, vakuum ontskuim, en gebruik dan 'n 100 μM verffilmtoediener en pas 'n laag verffilm op die staalplaat (gepoleer en skoongemaak met asetoon) vir adhesietoets; Die oorblywende deklaag word in die vorm gegooi (ongeveer 8 mm) met staalplaat aan die onderkant (gepoleer en skoongemaak met asetoon) vir hardheid- en slagweerstandstoetse. Die eienskappe is getoets nadat dit vir 7 dae by kamertemperatuur gehard is.

  Tabel 1 Die invloed van epoksieharsstruktuur op coatingprestasie

  Let wel: Alle epoksieharsdosering is 100g, en aktiewe H: epoksiebasis=1.2:1

  ii. Prestasietoetsing

  Toetstoerusting en toetsmetodes vir verskeie kenmerke van geharde harsbedekking word in Tabel 2 getoon.

  Tabel 2 Bedekkingsprestasietoets

3. Resultate en bespreking

a) Droogtyd

  Die droogtyd van die hars beïnvloed die konstruksieprestasie van die deklaag direk. In hierdie vraestel is die droogtyd van vier verskillende epoksieharse ondersoek met D230 as uithardingsmiddel, soos getoon in Tabel 3. Die resultate het getoon dat die uithardingstempo van gemengde epoksiehars baie vinnig was omdat dit drie epoksiegroepe bevat het, en dit kon word binne drie uur gedroog; Die uitharding van gehidrogeneerde bisfenol A-epoksiehars is baie stadig, en dit kan steeds nie na 24 uur op die oppervlak gedroog word nie.

Tabel 3 Effek van verskillende epoksieharse op droogtyd

b) Hardheid

  Die filmhardheid is een van die mees besorgde prestasie-aanwysers van gebruikers en deklaagvervaardigers, en ook een van die belangrikste fisiese eienskappe van seeskipbedekkings. Dit weerspieël die vermoë van een materiaal om die inkeping, krap, krap en penetrasie van `n ander materiaal te weerstaan. Vir die vier epoksieharse wat in hierdie vraestel ondersoek word, word die hardheid van geharde hars in Figuur 2 getoon. Die hardheid van E51, CYDF-170 en ST-3000 is ongeveer 80 Shore D. Dit is omdat hulle almal bisfenol-epoksieharse is. Die hidroksielgroep op die molekulêre ketting kan die intermolekulêre krag aansienlik verbeter, en die ooreenstemmende kohesiewe energie is ook groot, so die hardheid van die geharde hars is ook hoog. Wanneer die epoksiehars egter TDE-85 is, omdat daar geen rigiede strukturele groep benseenring op die molekulêre ketting is nie, en die intermolekulêre krag relatief klein is, is die hardheid laer as dié van bisfenol-epoksiehars, slegs 43 Shore D.

  Fig. 2 Hardheid van uitgeharde hars verkry deur reaksie van verharder D230 met verskillende epoksieharse

c) Adhesie

  Vir mariene coatings is anti-roes prestasie 'n belangrike aanwyser, en die adhesie tussen polimeer coatings en metale is 'n voorvereiste vir die volle spel van anti-roes funksie. Daarom, in hierdie vraestel, word die deklaagadhesie van geharde epoksieharse met vier verskillende strukture bestudeer, en die resultate word in Figuur 3 getoon. Die maksimum adhesie van gehidrogeneerde bisfenol A epoksiehars ST3000 is 4.7MPa, gevolg deur bisfenol A epoksiehars E51 en bisfenol F epoksiehars CYDF170, ongeveer 4MPa, terwyl die adhesie van gemengde epoksiehars TDE85 slegs 2.5MPa is. Wanneer die deklaag aan die metaalsubstraat geheg word, word 'n chemies aktiewe aanhegtingsentrum benodig. Polêre groepe, veral hidroksiel- en karboksielgroepe, kan sulke chemies aktiewe aanhegtingsentrums vorm [10]. Dit kan uit Figuur 1 gesien word dat beide bisfenol epoksiehars en gemengde epoksiehars 'n sekere hoeveelheid polêre groepe het, maar TDE85 het 'n baie vinnige uithardingsspoed. Met die vordering van uithardings- en kruisbindingsreaksie word die molekulêre kettingbeweging al hoe moeiliker, en dit kan nie na die oppervlak van die staalplaat diffundeer nie. Die poolgroepe kan nie met die oppervlak van die staalplaat interaksie hê nie. Daar is min polêre groepe wat effektief geheg is, so die adhesie is baie laag. Die uithardingsspoed van gehidrogeneerde bisfenol A-epoksiehars is die stadigste, die molekulêre ketting het genoeg tyd om na die oppervlak van die staalplaat te beweeg, en die mees effektiewe polêre groepe word geheg, met die grootste adhesie.

  Fig. 3 Adhesie van uithardingshars verkry deur uithardingsmiddel D230 wat met verskillende epoksieharse reageer

  d) Impak weerstand

  Die grootste nadeel van epoksiehars is sy brosheid en swak taaiheid, wat die toepassing daarvan beperk in die dele wat hoë slagweerstand en breukweerstand op skepe vereis. In hierdie vraestel is 'n swaar hamer van 2 kg op die toetspaneel laat val om die impakprestasie van geharde epoksiebedekkings met verskillende strukture te ondersoek. Die resultate word in Figuur 4 getoon. Die maksimum impakhoogte verteenwoordig die maksimum hoogte wat nie coatingskade veroorsaak na die impak van die swaar hamer nie. Vir bisfenol A-epoksiehars E51 is die kohesie-energie groot as gevolg van die stewige groep benseenring en hidroksielgroep op sy molekulêre ketting. Selfs al is die uithardingsmiddel buigsame poliëteramien D230, is sy molekulêre ketting kort en speel dit min rol. Daarom is die impakprestasie van die deklaag wat verkry word na die reaksie en uitharding van die twee die ergste, met die maksimum impakhoogte van slegs 60 cm. In vergelyking met E51, verander die groep wat twee benseenringe in die molekulêre ketting van bisfenol F-epoksiehars CYDF170 verbind van isopropylgroep na metileengroep, wat die aktiwiteit van die molekulêre ketting verbeter en die impak-eienskap effens verbeter in vergelyking met E51. Die gehidrogeneerde bisfenol A epoksiehars ST3000 het slegs alisikliese ring in die hoofketting, wat klein styfheid, goeie impakprestasie en impakhoogte van 100cm het. Na genesing het die gemengde epoksiehars TDE85 lae samehangende energie, en die alisikliese groep kan die taaiheid van die geharde produk effektief verbeter. Daarom is die impakprestasie optimaal, en die impakhoogte is 110cm.

  Fig. 4 Impak eienskappe van geharde hars verkry deur uitharder D230 wat met verskillende epoksieharse reageer

4. Gevolgtrekking

(1) Met D230 as verhardingsmiddel kan die hardheid van bisfenol- epoksiehars E51 , ST3000 en CYFF170 80 Shore D bereik na verharding as gevolg van die groot kohesiewe energie; Die gemengde epoksiehars TDE85 is slegs 43 Shore D na verharding.

  (2) Vir die vier epoksieharse wat in hierdie vraestel bestudeer is, is die grootteverhouding van adhesie ST3000>CYDF170>E51>TDE85, en die adhesie van ST3000 en D230 aan gepoleerde staalplaat na verharding kan 4.7MPa bereik.

  (3) Wanneer D230 as uithardingsmiddel gebruik word, het TDE85 die beste impak-eienskap en E51 het die swakste impak-eienskap.