admin
1 前言
BH06—10 铁红丙烯酸环氧酯预涂底漆是目前国内新开发的产品, 是为了满足钢材在贮运、运输和生产过程中短期内防腐的一种底漆。特别是对钢材需要量较多的厂家, 如铁路车辆厂、造船厂、汽车厂、重型机械厂等对防锈预涂底漆需要迫切。一方面要求这种预涂底漆在钢材贮存期间具有防锈性能, 另一方面, 要求这种底漆在钢材加工过程中对弯曲、剪切、滚压、焊接、冷热加工无任何影响。所以, 这种底漆的特性是既能保证钢材抛丸除锈后贮存期( 三个月) 不生锈, 又能满足钢材加工的要求。
2 产品的特性
2. 1 产品的国内外状况
预涂底漆( 又称车间底漆) , 国内外有很多类型。如洗涤底漆、富锌底漆和无锌底漆等。国内已有含锌和不含锌两大类品种。这些预涂底漆各有其特点: 富锌底漆含锌粉70% 以上, 具有良好的防腐性能和物理机械性能; 但这类底漆在焊接气割中产生大量的氧化锌有毒气体, 对人体危害很大, 因此不宜采用。双组份预涂底漆使用过程中需在短时间内配比, 否则固化变质, 操作极为复杂, 不易使用。国内单组份预涂底漆主要成膜物质比较成功的有丙烯酸树脂、环氧树脂、环氧酯等单独作用的几大类。而我厂研制的BH06—10 铁红丙烯酸环氧酯预涂底漆既保留了富锌底漆和其他单项树脂底漆的物理化学性能, 又具有低毒、基本无沉淀物等特性。它的研制成功, 是填补国内空白的新型涂料。
2. 2 产品应具有的特性
a. 干燥快。在30℃温度条件下必须在3～5min内成膜, 否则影响产品的堆叠。
b. 防锈性能好, 涂层薄。一般为15～20um 左右, 产品施工后, 在室外三个月不生锈, 不脱落, 不开裂。
c. 对钢材有良好的附着力。对各类油漆有很好的结合力, 配套性能强。
d. 漆膜机械性能好。耐冲压、耐弯曲。
e. 漆膜的化学性能好。耐汽油、机油等油污以及酸碱的腐蚀。
f . 对焊接性能影响小。焊接及气割时烧损面积小。
g. 单组份, 施工方便。
h. 含锌少, 气味小, 毒性低, 对环境污染小, 适应环保要求。
3 研制部分
3. 1 树脂部分
根据钢材预处理线对预涂底漆的特性要求, 我们认为关键是底漆的涂层必须保证充分地薄。一般为15～20um 左右。这样, 对焊接和气割的各种不良影响就会大大降低, 但另一方面, 要求底漆的防锈性能就很高了。基于这个原因, 我们选用了具有防锈性能的丙烯酸树脂和植物油酸与环氧树脂经酯化反应而成的环氧酯为成膜物质。这两种树脂均属溶剂型热塑性, 结构是线型的链状高分子物, 靠挥发自干。具有防锈特性的丙燃酸环氧树脂是由苯乙烯、甲基苯烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸单体溶剂和助剂经自由溶液聚合而成。在丙烯酸树脂的组成中, 苯乙烯和甲基苯烯酸甲酯主要是赋予漆膜硬度; 因烯酸丁酯主要赋予漆膜的柔韧性, 抗冲击性和耐水性;丙烯酸类单体主要赋予漆膜良好的附着力和抗油性。环氧酯和丙烯酸树脂的混溶性较好, 可增加漆的贮存稳定性, 增强漆膜的坚韧和耐腐蚀性能。
3. 2 丙烯酸树脂及环氧酯配方的选择
BH06—10 丙烯酸环氧酯预涂底漆中丙燃酸树脂与环氧酯配比的质量特性是决定成漆质量的关键。配比中要求该混合树脂低粘度、高固体份、高分子量, 又能满足该漆物理机械性能的要求, 在研制的许多丙烯酸及环氧树脂的配方中, 我们根据丙烯酸树脂分子量的大小对产品质量影响很大的理论, 根据聚合物通性, 分子量大的对制漆有较好的物理性能, 即漆用热塑性丙烯酸树脂较理想的分子量为55 000～120 000 之间, 其中70 000～90 000 最为理想, 经筛选, 我们确定了分子量为78 000, 粘度为60s 的丙烯酸树脂为制漆树脂。根据环氧树脂分子量大, 其酯化物的耐化学性能高的原理, 但是太高树脂中羟基较多, 在加热酯化时, 酯化物粘度上升快, 制漆时造成粘度大, 与其他树脂的混溶性不好( 见表1) 。
经筛选, 我们确定E- 12 为制漆树脂。树脂确定后, 在两种树脂配比的配方中, 我们筛选了五个典型配方进行对比选择( 见表2) 及其达到的指标( 见表3) 。
从表3 的五个丙烯酸环氧酯混合树脂质量指标对比可以看出, 3 号配方最佳, 是为BH06- 10 铁红丙烯酸环氧酯预涂底漆树脂配方。
3. 3 防锈颜料的选择
该漆的主要质量特性就是防锈性能, 其中主要的技术指标是在32% 的盐水中放置72h 漆膜不起泡, 不生锈。在颜料的选择上, 我们克服了以往别的漆料的单一性, 采用了多种防锈性颜料搭配, 并配用适量的缓蚀剂。不仅采用了物理防锈颜料如铁红、铝粉, 因为它们既具有一定的防锈性能, 还存在大气中稳定的特点, 提高了涂层的防老化性能。其中氧化铁红颜料可将其细微的颗粒填充漆膜结构, 提高漆膜的可渗性。铝粉是一种片状颜料, 加入涂料后, 由于薄片相叠, 形成了一个能阻止湿气和其他腐蚀性物质渗透的封闭层。薄型铝粉的表面受过硬酯酸之类的表面活性剂处理, 在涂料成膜时能浮到涂膜表面平行排列, 从而具有良好的防锈作用。另外, 我们还采用了化学性防锈颜料如三聚磷酸二氢铝、磷酸锌,以及缓蚀剂等, 它们填补了物理性防锈颜料的不足,特别是在耐大气腐蚀和酸碱化学品的腐蚀方面具有独特的优越性, 同时还提高了漆膜的伸缩能力。防锈颜料技术指标( 见表4) 。
成漆试验结果( 见表5) 。
根据实验结果, 选择三聚磷酸二氢铝和磷酸锌防锈颜料为主, 氧化铁红和铝粉为辅的配合使用配方, 取得了最佳的防锈效果。
3. 4 可焊性填料的选择
预涂底漆的可焊性能, 是不可缺少的性能。要求该漆在具有最佳防锈效果的同时, 还要求保证焊接质量的性能。所以, 在设计配方组份时, 选择可焊性能好的填料也列为重点进行试验研究。经试验确定了可焊性填料的用料, 经CO2 焊, 埋弧焊试验, 各项焊接性能指标达到要求。
3. 5 产品规格
符合铁路车辆预涂底漆技术条件及企业标准。
3. 6 成漆配方优选
为筛选出一个比较理想的配方, 我们进行了大量的配比试验, 从其中选出8 种进行比较, 进行试验与检测列表如下( 见表6) 。
从表中可以看出, 4# 、5 # 配方较理想, 但5#配方因含磷酸锌较4# 配方高, 因此含锌量较高, 价格也较高, 从含锌量较少的原则出发, 并适当降低生产成本, 故我们选用4# 配方。
4 生产工艺
4. 1 将丙烯酸树脂、环氧酯树脂、颜料、可焊性填料按配方量计量加入配料罐中, 高速搅拌均匀, 用齿轮泵打入中间罐。
4. 2 通过过滤器输入自吸式砂磨机, 经三台串联砂磨机研磨分散。1、2 # 机用40 目箩, 3# 机用60 目箩过滤, 使细度达到70um 以上。
4. 3 经过高压过滤器打入兑稀罐, 加入各种助剂、溶剂、稀释剂, 搅拌均匀, 调整粘度。
4. 4 取样检验细度、粘度、表干时间等合格后装桶。
5 试生产及试用
按规定的4# 配方, 我们于1996 年7 月2 日进行了试生产, 长工生产中严格按照工艺生产, 获得了一次试生产成功。试生产产品各项技术指标, 取样经铁道部四方车辆研究所检测, 均达到或超过规定标准。同时, 我们在工厂的大力支持和配合下, 进行了预处理线上的试用, 试用结果很好。
6 经济效益分析
6. 1 经济效益
BH06—10 丙烯酸环氧酯预涂底漆属一种高保护的金属车间底漆, 由于产品质量优良, 深受用户欢迎。经过试生产, 经我们对成本的核算, 该漆每吨利润655 元, 税金930 元, 每吨利税合计1 585 元, 每年估计生产预涂底漆120 吨, 每吨出厂价12 000元, 年产值为144 万元, 利税合计为19. 02 万元。BH06—10 丙烯酸环氧酯预涂底漆成本分析( 按每吨计)
原材料成本 8 215 元
包装费 650 元
制造费用 700 元
管理费用 500 元
人工、动能费 350 元
税金 930 元
利润 655 元
出厂价 12 000 元
6. 2 社会效益
钢材在大多数情况下, 所受到的腐蚀是破坏性的。这种破坏性腐蚀遍于各种使用金属的地方。世界上每年因金属腐蚀造成的损失是惊人的。据统计,每年因腐蚀而报废的钢材占产量的1/ 3 左右。如美国国家标准局的腐蚀调查报告估计, 美国的腐蚀损失每年约700 亿美元, 英国腐蚀委员会调查报告估计, 英国年腐蚀为13～65 亿英镑, 等等。我国由于腐蚀造成的损失也相当严重。据统计,每年由于腐蚀大约有10～20%的钢铁变为铁锈。我国铁路方面的腐蚀损失也很惊人, 据统计, 每年因腐蚀造成的损失近十亿元。为此, 我国其他待业及铁道部对防腐工作极为重视。近年来采取一系列措施, 来提高钢铁制品的使用寿命。如铁道部在铁道车辆上使用耐候钢, 提高防锈等级, 使用新型高档防腐涂料等。而使用新型高档涂料是最简便、最有效、应用最广泛的有效手段。我们试制的这种BH06—10 预涂底漆, 是为了满足钢材预处理线及加工过程中防止钢材锈蚀的涂料。它具有附着力好、涂层薄、防腐性强、干燥极快、耐候缍强等许多特点, 是一种优质涂料。在钢材预处理线上使用, 具有十分重要的意义,可取得可观的社会效益。另外该产品属低毒、低污染漆, 对于保护工人的健康, 改善施工环境均有十分重要的意义。
7 结论
7. 1 BH06—10 丙烯酸环氧酯预涂底漆的突出性能是干燥快, 附着力好, 冲击强度、柔韧性好, 防锈性能优良, 是理想的车间保养底漆。
7. 2 单组份, 使用方便, 气味小, 基本无毒, 无结及沉淀, 喷涂中无堵塞现象, 施工人员无不良反应。
7. 3 该漆成本低, 较之其它预涂底漆价格相对便宜, 利于推广使用。
7. 4 该漆施工性能好, 漆膜干后, 剪切、滚平、压型无影响, 焊接、气割性能好。
7. 5 该漆与钢铁表面结合力好, 与所有面漆和底漆均可配套施工, 并且重涂性能好。
7. 6 该漆配方工艺成熟, 质量稳定。生产出的产品经用户使用反映良好。并希望尽早供应, 具有较好经济效益和社会效益。
