Toepassing van epoxyhars bij corrosiebescherming van metaal
Epoxy anticorrosiecoatings zijn gebaseerd op epoxyhars en worden bereid met pigmenten, droogmiddelen, additieven, enz. Epoxyharscoatings hebben uitstekende prestaties: hoge hechting, hoge sterkte, chemische bestendigheid en slijtvastheid. Het is een van de eerste en meest gebruikte soorten zware anticorrosiecoatings op het gebied van zware anticorrosie voor de maritieme sector. Er zijn veel soorten epoxy anticorrosiecoatings, waaronder voornamelijk:bisfenol A epoxyharsen fenolische epoxyhars.
De moleculaire structuur van bisfenol A-epoxyhars bevat hydroxyl, etherbindingen en epoxygroepen en hecht uitstekend aan het substraat. De benzeenringstructuur geeft de hars een hoge mechanische sterkte en slijtvastheid. Na het coaten is het uitstekend bestand tegen zuren en alkaliën, corrosie en chemicaliën. Het hardt uit bij kamertemperatuur, is eenvoudig te vervaardigen, krimpt nauwelijks na uitharding en er komen geen vluchtige stoffen vrij, waardoor het voldoet aan de groene normen voor milieubescherming.
Fenolische epoxyhars heeft een sterkere corrosiebestendigheid en hechting omdat het meer epoxygroepen bevat; de uithardingsgraad is hoger en de dichtheid is sterker, en het heeft ook de hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid van fenolhars. De toename van epoxygroepen zal echter de brosheid van de hars verhogen, wat het toepassingsbereik beïnvloedt. Het gebruik van bisfenol A ter vervanging van fenol bij de synthese van fenolische epoxyhars heeft een laag gehalte aan vrije fenol en een smalle molecuulgewichtsverdeling. De toevoeging van bisfenol A maakt de mechanische eigenschappen van de hars sterker en de krimp lager. De toename van epoxygroepen verbetert de hechting en verbetert tegelijkertijd de flexibiliteit, thermische stabiliteit, isolatie, waterbestendigheid en corrosiebestendigheid.
Epoxy anticorrosiecoatings hebben ook nadelen, zoals een slechte slagvastheid en taaiheid. Daarom moet het materiaal worden aangepast.
Pure epoxyhars is relatief bros. Over het algemeen worden er verstevigingsmiddelen aan epoxy toegevoegd. Na ongeveer een jaar gebruik verdampen de verstevigingsmiddelen, neemt de broosheid van de coating sterk toe en kunnen er problemen zoals afbladderen optreden onder mechanische belasting. Daarom worden tegenwoordig over het algemeen thermoplastische harsen gebruikt om epoxy te modificeren. De belangrijkste verstevigingsmechanismen omvatten het overbruggingseffect, scheurvastzetting, het scheuren en uitrekken van deeltjes, en het ontstaan van holtes door afschuiving. Wanneer het composietmateriaal wordt blootgesteld aan externe krachten, speelt de vulstof een rol bij het overbruggen van de versteviging, passivering en het voorkomen van scheurvoortplanting in de matrix. Bovendien fungeert de overbruggingskracht als een vastzetanker op de scheuren ter hoogte van het overbruggingspunt om een verstevigingseffect te bereiken. Thermoplastische harsen die vaak worden gebruikt voor het versterken van epoxyharsen zijn onder andere polysulfon, polyurethaan, polysiloxaan, polyethersulfon, polyamide, polyetheretherketon, enz. Deze thermoplastische harsen zijn doorgaans oplosbaar in niet-uitgeharde harsen en kunnen interacteren met de epoxyharsmatrix, waardoor een sterke interfaceverbinding ontstaat na het uitharden van de epoxyhars. Hierdoor kan de breuktaaiheid worden verbeterd zonder dat andere mechanische eigenschappen verloren gaan.
Bovendien is het toevoegen van fluor aan de epoxyharsstructuur een goede modificatiemethode. De fenolhars wordt gesynthetiseerd door bisfenol A te vervangen door bisfenol AF en vervolgens geëpoxideerd om een gefluoreerde epoxyhars te verkrijgen. Omdat de hoofdketen van het polymeer een difenolpropaanstructuur bevat, heeft deze een hoge mechanische sterkte en slijtvastheid, is de uithardingskrimp van de coating lager en is de taaiheid veel hoger dan die van gewone fenolische epoxyhars; het bevat een groot aantal epoxygroepen, waardoor een sterke hechting met het substraat ontstaat; met name de toevoeging van fluor maakt deze fluorkoolstofhars hydrofoob en olieafstotend, en heeft een bijzonder uitstekende corrosiebestendigheid en UV- en chemische bestendigheid, en de coating is flexibel en glad, en heeft zelfreinigende eigenschappen. Deze coating combineert de voordelen van fenolharscoatings, epoxyharscoatings en fluorkoolstofharscoatings en biedt uitstekende voordelen op het gebied van corrosiebescherming in de scheepvaart.
Op het gebied van corrosiebescherming in de maritieme sector bestaan er voor epoxyharsen ook veel verschillende modificatiemethoden, afhankelijk van de omgeving waarin ze worden toegepast. Denk bijvoorbeeld aan oplosmiddelvrij of zwak oplosmiddelhoudend, op waterbasis, menging van nanodeeltjes, oppervlaktebehandeling met een laag gehalte, enzovoort. Deze modificatiemethoden kunnen de productie van epoxycoatings milieuvriendelijker en energiebesparender maken en de prestaties van de coatings verbeteren en functioneler maken.