環(huán)氧樹脂是具有一定熱塑性能的熱固性高分子精細(xì)化工材料。它的固化工藝過程和材料的整個配料體系都會影響其抗水或憎水性能。
環(huán)氧樹脂制品不管是復(fù)合材料、裝飾性涂層、防腐涂層還是粘接材料,其抗水性和憎水性都是衡量其質(zhì)量指標(biāo)的一個重要指數(shù)。
憎水性不好的環(huán)氧制品,在長期潮濕或浸泡在水中時,它的表層就會滑膩,分解出一些易溶于水中的液體,使表面失光、失強(qiáng),整個制品逐步松解。
憎水性差的環(huán)氧制品,主要是因?yàn)闃渲凸袒瘎┘肮袒に嚺浞讲缓侠?,大多?shù)原因都是初期固化率過低所引起,也有很大一部分是制品配方中加有一些不能固化,又不能完全均勻分布,易遷移,飄游的油性助劑,填加劑,增塑劑所致。
抗水性差的環(huán)氧制品,遇潮濕環(huán)境、表面會產(chǎn)生白霧,遇水會有濕痕,久之不去,表面失光嚴(yán)重,復(fù)合材料會滲漏,涂裝層嚴(yán)重的會上下層脫離,防腐層很易分解,縮短使用壽命。
環(huán)氧樹脂制品的抗水性不好,主要形成因素同樣也是材質(zhì)的特性和配料不合理及加工工藝缺陷??顾圆缓玫沫h(huán)氧制品很多都是產(chǎn)品的表面有極微小的孔隙密布,環(huán)氧制品所用的材料本身致密性很高的,很容易產(chǎn)生靜電,對空氣中產(chǎn)生的潮氣、灰霾極易吸附,當(dāng)這些水氣吸收到環(huán)氧制品表面,結(jié)聚成水珠,沒有毛孔的表面會很快揮發(fā),而有毛孔密聚的,就會浸潤進(jìn)去,形成霧面、白化、水漬甚至腐蝕損壞,縮短壽命。
綜上所述,表面微孔隙是影響環(huán)氧制品抗水性的最主要因素,而微孔隙的形成,主要有以下幾點(diǎn)因素:
1、選料。環(huán)氧樹脂和固化劑的選擇是否匹配,特別是固化劑,當(dāng)固化劑反應(yīng)比較激烈,局部反應(yīng)過快就會產(chǎn)生局部爆聚,爆聚時產(chǎn)生氣泡,氣泡浮到表面,而反應(yīng)過快使膠的粘度過早升高,影響氣泡在凝膠前爆聚流平,所以反應(yīng)劇烈的基礎(chǔ)胺和二元聚合、多元聚合的胺類固化劑,當(dāng)配制固化劑時接枝率不高,游離胺較多存在時,做成的制品一般都會形成表面毛孔聚結(jié)。
2、配方工藝,環(huán)氧制品一般都不會由環(huán)氧和固化劑二種材料構(gòu)成,光組成大類就有環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、溶劑、固化劑、促進(jìn)劑、填充料、助劑、增強(qiáng)材料等多個種類。有些大類中還分小類,小類中還有很多個品種,每一個大類和小類,品種都有其特定的正負(fù)面作用,合理的設(shè)計、精密的計算,細(xì)心的調(diào)配都是提高抗水性的必要措施。
例如,除了環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、固化劑的選擇和加入量,溶劑的選擇和加入量的計算也常常會影響涂層的抗水性,溶劑的低沸點(diǎn),會影響表面密度,揮發(fā)過快會使涂層表面快速冷卻,粘度增大,影響表面流平,沸點(diǎn)過高,揮發(fā)太慢,膠液凝聚,粘度升高后,溶劑繼續(xù)揮發(fā)在膠中形成極細(xì)微的遷移溝孔,很多已不能通過流平來消除了,對制品的抗水破壞流下后患。當(dāng)然,促進(jìn)劑過多加入,引起表面爆聚,填充料水含量高,包覆不完整,團(tuán)聚,增強(qiáng)纖維、骨料與樹脂接觸面有空隙,增韌劑的遷移,結(jié)聚,縫隙外露等等,都會影響制品的抗水性。
3、合成工藝和制成工藝。環(huán)氧樹脂A料和固化劑B料的合成工藝和操作質(zhì)量都會對制品的抗水性造成影響。特別是固化劑的二元聚合和成品調(diào)配過程中,接枝轉(zhuǎn)換率低,游離胺偏高,異構(gòu)體輕組份偏多,都是影響制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,表面毛孔密布的成因,而制造環(huán)氧制品過程中的固化條件,環(huán)境、溫度、濕度、固化程序設(shè)計、機(jī)器、工具、手工技藝的合理性都會影響抗水性。
解決環(huán)氧制品的憎水和抗水問題,除了在前期選料定工藝時嚴(yán)格把關(guān),認(rèn)真核算、設(shè)計外,對一些常規(guī)不能滿足憎水和抗水的產(chǎn)品,可以用后期添加抗水助劑來解決。
抗水助劑的功能主要是調(diào)節(jié)膠結(jié)料的凝膠順序,調(diào)整內(nèi)外應(yīng)力,穩(wěn)定膠面后期流動性和提高表面致密度。
例如,在配方中加入少量2%-5%的苯乙烯苯酚類抗水劑,該助劑能很好的溶合在環(huán)氧樹脂中,當(dāng)環(huán)氧樹脂和固化劑交聯(lián)時苯酚中的酚羥基和胺基、酐基等都能既促進(jìn)交聯(lián)又很平和的帶動環(huán)氧或環(huán)氧稀釋劑中后固化的小分子材料均衡發(fā)熱,同時固化,防止固化層次拉長拉開,產(chǎn)生溝孔,苯乙烯苯酚能與幾乎所有的環(huán)氧樹脂在中、高、低溫下固化凝膠,且在固化過程中與一部分小分子環(huán)氧混合物利用物理現(xiàn)象,流動遷移到涂層表面,形成致密性高、固化順序偏后、流動性好的環(huán)氧防水層,在精準(zhǔn)工藝的合成下的分子量適中的苯乙烯苯酚類抗水劑對環(huán)氧樹脂制品的抗水防白化改善起到較好的效果。