KH550改性环氧树脂与碳钢间的界面附着力研究
6页1、KH550改性环氧树脂与碳钢间的界面附着力研究赵丹12,吴航1,邵亚薇12,王成1,王福会1(1中国科学院金属研究所,沈阳110016:2哈尔滨工程大学,哈尔滨150001)摘要:在环氧树脂E51上接枝硅烷偶联剂KH550对其改性,通过改性后的环氧树脂与碳钢问的键合,来改善环氧涂 层碳钢问的界面附着力。拉伸实验表明,使用改性环氧树脂后环氧涂层在金属表面的附着力得到明显的提升。 关键词:附着力、防腐涂层、环氧树脂、KH550Study of the Adhesion Forces between KH550 Grafted Epoxy Resin and Carbon SteelZHAO Danl,WU Han91,SHAO Yaweil,2,WANG Chen91,WANG Fuhuil(1Institute ofMetal Research Chinese Academy ofSciences,Shenyang 1 10016:2Harbin Engineering UniversityHarbin 150001)Abstract:E5 1-KH550 was prepared by
2、 grafting KH550 onto the epoxy resin E5 1E5 1一KH550 was used to increase the adhesive forces between the epoxy coating and the steelCompared with the results of FT_-IR it is found there were chemical bonding between the E5 1一KH550 and steelThe results showed that E5 1KH550 resulted in an increase in adhesive force from5 MPa to 81 0 MPaKey words:adhesion;anticorrosive coatings;epoxy resin;KH550引言环氧树脂基涂层具有优异的防腐性能,是防腐涂层的主要品种Il J,但现有环氧树脂对金属基材 的附着力较低(5MPa),制约了环氧树脂基防腐涂层在深海、压力交变等环境中的应用。防腐涂 层的附着力源于涂层树脂与
3、金属基材间的界面的粘接强度2-3。当二者界面附着力低于环境应力时, 涂层就会出现鼓泡和脱落等失效行为。因此提高涂层与金属表面的附着力可有效抑制涂层失效。现有的环氧涂层与金属基材间界面结合以物理吸附作用为主,而物理吸附作用力相对较小,因 此涂层在金属表面的附着力不大卜川。对环氧进行改性,接枝活性摹团,使之与金属表面发生适量的 化学键合,势必大幅提高环氧与金属表面的附着力。本文采用在环氧树JIBE5l上接枝硅烷偶联剂KH550对其改性,并涂装在碳钢(907A)表面。研 究表明,改性后的E51分子含有烷氧基硅基团,水解后可与碳钢表面发生化学键合睁71,从而增加环 氧涂层在碳钢表面的附着力。拉伸试验发现,使用改性环氧树脂后,涂层碳钢间的附着力较高(之8 MPa),证实化学键合后环氧涂层在碳钢表面的附着力得到明显的提升。1试验方法11原料与设备55环氧树脂E51,蓝星新材料无锡树脂厂,使用前放置在120的真空烘箱内干燥至恒重;硅烷 偶联剂KH550南京裕德恒精细化工有限公司,直接使用;丙酮,分析纯,国药集团上海试剂厂, 使用前用3A分子筛除水;草酸,分析纯,沈阳市试剂五厂,直接使用;氢氧化钠(粒
4、状),分析纯, 国药集团化学试剂有限公司,直接使用;聚酰胺650,天津市延安化工厂,直接使用;SGA-39型快 固胶粘剂沈阳市科协粘接应用技术研究所;907A钢试片。852型恒温磁力搅拌器,上海司乐仪器有限公司;D2一IBC型真宅干燥箱,天津市泰斯特仪器 有限公司;SKl200H超声清洗器,上海科导超声仪器有限公司:2XZ05型旋片式真空泵,临海市 精工真空设备厂。12环氧树脂的改性在干燥的150毫升烧瓶中注入50毫升无水丙酮和15克预先除水的环氧树脂E一51,将烧瓶内气 体抽出并充入高纯氮气,在室温下搅拌至环氧树脂完全溶解于丙酮。将423克KH550溶于30毫升 无水丙酮,接着在氮气保护(无水)条件下移至干燥好的恒压滴液漏斗内,以30滴分钟的速度滴 加至环氧树脂的丙酮溶液内,滴完后在室温下继续搅拌2小时,升温至丙酮同流,反应6小时,冷 却至常温,将丙酮蒸出,所得的反应产物即为硅烷偶联剂改性环氧树脂E51-KH550,反应示意图如 图l所示。TH2q P。(宁Hz)32IR、N。+c2H50一$ioc2H5lacetonecH2)3PRb岛岫一f卜叱OC2H5图1环氧接枝KH550反应
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