Rannsókn á áhrifum epoxýplastefnisbyggingar á frammistöðu sjávarhúðunar

2022-11-07

1. Inngangur


  China has a vast sea area and rich marine resources. Especially in recent years, the country has been paying more attention to marine development. With the rapid development of marine economy, the shipbuilding industry has also risen. The market prospect of marine ship coatings is very optimistic and the requirements are getting higher and higher. Among them, epoxý resin coating has strong adhesion, excellent rust prevention and water resistance, good mechanical strength and chemical resistance, and plays an important role in ship protection, especially in the hull, waterline, deck and other parts. It is considered to be one of the pillar products in the marine ship coating industry.


  Hins vegar, með stöðugum framförum á frammistöðustöðlum sjávarhúðunar á undanförnum árum, er þess krafist að epoxýplastefnið sem notað er sé bætt í hitaþol, mikilli seigju, rakaþol og öðrum þáttum til að ná háum afköstum. Hins vegar, vegna mikils millisameindakrafts epoxýplastefnis, er fyllingin stíf. Að auki er hægt að raða sameindakeðjunum í röð, mynda mjög kristallaða, brothætta við stofuhita og léleg höggafköst. Þess vegna er brýnt að skilja og ná tökum á eiginleikum epoxýplastefnis með mismunandi uppbyggingu, sérstaklega höggafköstum, sem hefur mikla þýðingu fyrir hönnun og þróun epoxý plastefni húðun fyrir sjóskip.



  Í þessari grein eru hörku, viðloðun og höggeiginleikar húðunarinnar rannsakaðir með því að velja epoxýplastefni með mismunandi uppbyggingu, þar á meðal bisfenól A, hert bisfenól A, bisfenól F og blandað epoxýkvoða, og nota sveigjanlegt pólýeteramín sem lækningaefni, svo að fá sambandið milli mismunandi epoxýplastefnisbygginga og húðunareiginleika, þannig að skapa fræðilegan grunn fyrir þróun og beitingu epoxýhúðunar fyrir sjávarskip.

EPOXY RESIN E51

glært epoxý plastefni

2. Tilraun


a) Hráefni


  Fenól A epoxý plastefni E51: epoxýgildi 0.51; Hernað bisfenól A epoxýplastefni ST3000: epoxýgildi 0.43; Bisfenól F epoxýplastefni CYDF170: epoxýgildi 0.60; Blandað epoxýplastefni TDE85: epoxýgildi 0.85; D230: amín virkt vetnisjafngildi 60g/jafngildi; Aseton.


b) Tilraunaaðferðir


i. Húðun Undirbúningur


  Samkvæmt formúlunni sem sýnd er í töflu 1, vegið tiltekið magn af plastefni og lækningaefni, hrærið vélrænt í þeim við stofuhita þar til kerfið er einsleitt, lofttæmandi froðueyðandi, og notið síðan 100 μM málningarfilmu sem ber lag af málningarfilmu á stálplatan (fáguð og hreinsuð með asetoni) fyrir viðloðun próf; Húðinni sem eftir er er hellt í mótið (um 8 mm) með stálplötu neðst (fágað og hreinsað með asetoni) til að prófa hörku og höggþol. Eiginleikarnir voru prófaðir eftir að hafa þurrkað við stofuhita í 7 daga.


  Tafla 1 Áhrif uppbyggingar epoxýplastefnis á frammistöðu húðunar

Epoxý plastefni

Skammtur af lækningaefni / g

E51

ST3000

CYDF170

TDE85

D230

36.7

31.0

43.2

61.2


  Athugið: Allur skammtur af epoxýplastefni er 100 g og virkur H: epoxýbasi=1.2:1


  ii. Frammistöðuprófun


  Prófunarbúnaður og prófunaraðferðir fyrir ýmsa eiginleika hernaðar plastefnishúðunar eru sýndar í töflu 2.


  Tafla 2 Húðunarprófun

próf Items

Tæki og búnaður

Prófunaraðferð

Filmþykkt

Qnix4200 málmhúðunarþykktarmælir


Þurrkunartími

GZT-1 þurrkunartímaritari

ASTM D 5895-2003

Hörku

Shore hörkuprófari

GB2411-1980(1989)

Viðloðun

PosiTest AT viðloðun próf


Sveigjanleiki

QTX filmu sveigjanleikaprófari

GB / T 1731-1993

Áhrif árangur

QCJ málningarfilmu höggvél

GB-T1732-1993


3. Niðurstöður og umræður


a) Þurrkunartími


  Þurrkunartími plastefnisins hefur bein áhrif á byggingarframmistöðu lagsins. Í þessari grein var þurrkunartími fjögurra mismunandi epoxýkvoða kannaður með D230 sem herðaefni, eins og sýnt er í töflu 3. Niðurstöðurnar sýndu að þurrkunarhraði blandaðs epoxýplastefnis var mjög hratt vegna þess að það innihélt þrjá epoxýhópa, og það gæti þurrkað á þremur klukkustundum; Herðnun á hertu bisfenól A epoxýplastefni er mjög hæg og enn er ekki hægt að þurrka það yfirborð eftir 24 klst.


Tafla 3 Áhrif mismunandi epoxýkvoða á þurrkunartíma

Ráðgjafarefni

Yfirborðsþurrkunartími/klst

Þurrktími/klst

E51

7

12

ST3000

≥24

> 24

CYDF170

8.5

15

TDE85

1.5

3


b) hörku

  

  Hörku kvikmyndarinnar er einn af áhyggjufullustu frammistöðuvísum notenda og húðunarframleiðenda, og einnig einn mikilvægasti eðliseiginleiki húðunar á skipum. Það endurspeglar getu eins efnis til að standast ídrátt, klóra, klóra og gegnumbrot annars efnis. Fyrir fjögur epoxýkvoða sem rannsökuð eru í þessari grein er hörku hert plastefni sýnd á mynd 2. Hörku E51, CYDF-170 og ST-3000 er um 80 Shore D. Þetta er vegna þess að þau eru öll bisfenól epoxý kvoða. Hýdroxýlhópurinn á sameindakeðjunni getur bætt millisameindakraftinn til muna og samsvarandi samloðandi orka er einnig stór, þannig að hörku hertu plastefnisins er einnig mikil. Hins vegar, þegar epoxýplastefnið er TDE-85, vegna þess að það er enginn stífur byggingarhópur af bensenhring á sameindakeðjunni og millisameindakrafturinn er tiltölulega lítill, er hörku lægri en bisfenólepoxýplastefni, aðeins 43 Shore D.

fljótandi epoxý plastefni

  Mynd 2 Hörku herts plastefnis sem fæst með því að hvarfa þurrkefni D230 við mismunandi epoxý plastefni


c) Viðloðun


  Fyrir sjávarhúðun er tæringarvörn mikilvægur mælikvarði og viðloðunin milli fjölliðahúðunar og málma er forsenda þess að tæringarvarnarvirkni sé fullkomin. Þess vegna, í þessari grein, er húðviðloðun herts epoxýplastefnis með fjórum mismunandi byggingum rannsökuð og niðurstöðurnar eru sýndar á mynd 3. Hámarks viðloðun herts bisfenól A epoxýplastefnis ST3000 er 4.7 MPa, fylgt eftir með bisfenól A epoxýplastefni E51 og bisfenól F epoxýplastefni CYDF170, um 4MPa, en viðloðun blandaðs epoxýplastefnis TDE85 er aðeins 2.5MPa. Þegar húðunin er fest við málmundirlagið þarf efnafræðilega virka festingarstöð. Skautaðir hópar, sérstaklega hýdroxýl- og karboxýlhópar, geta myndað slíkar efnafræðilega virkar viðhengisstöðvar [10]. Það má sjá á mynd 1 að bæði bisfenól epoxý plastefni og blandað epoxý plastefni hafa ákveðið magn af skautuðum hópum, en TDE85 hefur mjög hraðan herðingarhraða. Með framvindu lækninga og þvertengingarviðbragða verður sameindakeðjuhreyfingin erfiðari og erfiðari og hún getur ekki dreift til yfirborðs stálplötunnar. Skauthóparnir geta ekki haft samskipti við yfirborð stálplötunnar. Það eru fáir skauthópar sem eru í raun tengdir, þannig að viðloðunin er mjög lítil. Herðunarhraði herts bisfenóls A epoxýplastefnis er hægastur, sameindakeðjan hefur nægan tíma til að færa sig yfir á yfirborð stálplötunnar og áhrifaríkustu skautu hóparnir eru festir, með mesta viðloðun.

epoxý plastefni e44


  Mynd 3 Viðloðun herðandi plastefnis sem fæst með því að herðaefnið D230 hvarfast við mismunandi epoxý plastefni


  d) Höggþol


  Stærsti ókosturinn við epoxýplastefni er stökkleiki þess og léleg seigja, sem takmarkar notkun þess í þeim hlutum sem krefjast mikillar höggþols og brotþols á skipum. Í þessari grein var 2 kg þungum hamri látinn falla á prófunarborðið til að kanna höggframmistöðu hertrar epoxýhúðunar með mismunandi uppbyggingu. Niðurstöðurnar eru sýndar á mynd 4. Hámarks högghæð táknar hámarkshæð sem veldur ekki húðskemmdum eftir högg þunga hamarsins. Fyrir bisfenól A epoxýplastefni E51, vegna tilvistar stífs hóps bensenhrings og hýdroxýlhóps á sameindakeðjunni, er samloðunarorkan mikil. Jafnvel þótt lækningaefnið sé sveigjanlegt pólýeteramín D230, þá er sameindakeðjan þess stutt og gegnir litlu hlutverki. Þess vegna er höggafköst lagsins sem fæst eftir viðbrögð og lækningu þeirra tveggja verst, með hámarks högghæð aðeins 60 cm. Í samanburði við E51 breytist hópurinn sem tengir tvo bensenhringi í sameindakeðjunni af bisfenól F epoxýplastefni CYDF170 úr ísóprópýlhópi í metýlenhóp, sem bætir virkni sameindakeðjunnar og bætir höggeiginleikann lítillega samanborið við E51. Hert bisfenól A epoxýplastefni ST3000 hefur aðeins alicyclic hring í aðalkeðjunni, sem hefur litla stífni, góða höggafköst og högghæð 100 cm. Eftir ráðhús hefur blandað epoxý plastefni TDE85 litla samloðandi orku og alicyclic hópurinn getur á áhrifaríkan hátt bætt seigleika hertu vörunnar. Þess vegna er höggframmistaðan ákjósanleg og högghæðin er 110 cm.


2022年11月7.5.webp

  Mynd 4 Slageiginleikar herts plastefnis sem fæst með því að læknamiðill D230 hvarfast við mismunandi epoxýkvoða


4. Niðurstaða


  (1) Með D230 sem lækningaefni, hörku bisfenóls epoxý plastefni E51, ST3000 og CYDF170 geta náð 80 Shore D eftir lækningu vegna mikillar samloðandi orku; Blandað epoxý plastefni TDE85 er aðeins 43 Shore D eftir ráðhús.


  (2) Fyrir fjórar epoxýkvoða sem rannsakaðar eru í þessari grein er stærðarsamband viðloðun ST3000> CYDF170> E51> TDE85, og viðloðun ST3000 og D230 við fáður stálplötu eftir herðingu getur náð 4.7 MPa.


  (3) Þegar D230 er notað sem lækningaefni, hefur TDE85 bestu höggeiginleikana og E51 hefur verstu höggeiginleikana.


Senda