酚醛環(huán)氧環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層抗老化性能研究

酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層抗老化性能研究摘要為探討酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層的抗老化性能，采用浸漬提拉法在Q235碳鋼表面制備了所需涂層，用紫外老化箱對(duì)其加速老化。采用電化學(xué)測(cè)試詳細(xì)分析了不同輻照階段涂層阻水性能的變化，結(jié)合紅外光譜和慢正電子束分析對(duì)紫外輻照下涂層化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了合理推測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，涂層阻水性能優(yōu)異，且輻照前、中期5天的浸泡后，涂層的防護(hù)性能嚴(yán)重下降7。圖6酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層UV輻照后期864H在鹽溶液中浸泡不同時(shí)間的阻抗譜綜上分析，酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層由于受UV氧化，表面逐漸出現(xiàn)了微觀缺陷層，缺陷層由表及里逐漸滲入，導(dǎo)致了涂層防護(hù)性能的大幅降低。隨著輻照的繼續(xù)進(jìn)行，老化過(guò)程中產(chǎn)生的羥基自由基重新參與交聯(lián)反應(yīng)，形成了交聯(lián)度更高的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)8，延緩?fù)繉幼杷阅艿南陆?。從輻?64小時(shí)樣品的交流阻抗圖譜來(lái)看，該致密結(jié)構(gòu)只能在短期內(nèi)影響水分子的透過(guò)，而并不能為金屬基體提供長(zhǎng)期的有效防護(hù)。UVB與固化結(jié)構(gòu)作用后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿牟糠挚赡茌^少，因而此時(shí)酚醛環(huán)氧優(yōu)異的耐熱性能未能表現(xiàn)出來(lái)。為驗(yàn)證酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層的耐熱性能，我們將可以把紫外能有效轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿淖贤饩€吸收劑UV531添加到涂層中，以期提高涂層防護(hù)性能。從圖7可以看出，紫外線吸收劑有效改善了酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層老化后期的阻水性能。隨UV531含量的增加，涂層的防護(hù)性能逐漸增強(qiáng)；在添加量為15WT時(shí)，涂層的防護(hù)性能最為優(yōu)異；而隨著UV531添加量的進(jìn)一步增加，涂層的防護(hù)性能出現(xiàn)降低。過(guò)多的UV531可能影響了涂層的均一性，從而降低了涂層老化后的阻水性能。圖8添加不同量紫外吸收劑UV531的酚醛環(huán)氧改性環(huán)氧樹脂涂層經(jīng)864小時(shí)UV輻照后在鹽溶液中浸泡20天的阻抗譜BODE圖含紫外吸收劑的改性涂層經(jīng)紫外輻照864小時(shí)后阻水性能得到提升，隨輻照的作用，UV531有效地將能量較強(qiáng)的紫外光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑹崮茏饔玫江h(huán)氧涂層內(nèi)部在短時(shí)間內(nèi)可以促使涂層發(fā)生后固化反應(yīng)，使涂層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加完善，從而利于涂層抗老化性能在輻照過(guò)程中的保持。適量的酚醛環(huán)氧可以明顯改善環(huán)氧的熱穩(wěn)定性，避免因長(zhǎng)時(shí)間輻照引發(fā)的耐熱性能較差的純環(huán)氧老化12。紫外線吸收劑和酚醛環(huán)氧之間的協(xié)同作用可能是涂層抗老化性能大幅提高的主要原因，適量的UV531在保證涂層結(jié)構(gòu)完善的前提下，通過(guò)自身結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，將一部分紫外能量轉(zhuǎn)化為熱能9。而酚醛環(huán)氧/環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層具有相對(duì)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，有效減緩了紫外線吸收劑釋放的熱能及外界熱量對(duì)涂層結(jié)構(gòu)的作用。3結(jié)論1在UV輻照過(guò)程中，紅外光譜顯示涂層中有酰胺、羰基基團(tuán)的產(chǎn)生，說(shuō)明涂層微結(jié)構(gòu)遭到破壞，抗老化性能下降；慢正電子束測(cè)試S參數(shù)演化表明，羰基的生成以及自由基的重交聯(lián)會(huì)使涂層表面形成致密的老化層，且老化層不斷向體內(nèi)演變。2在UV輻照過(guò)程中，隨時(shí)間延長(zhǎng)，涂層阻抗圖譜中表現(xiàn)出明顯的微缺陷特性；輻照后期老化產(chǎn)生的自由基的重交聯(lián)在涂層中形成致密結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使涂層浸泡時(shí)間較短時(shí)防護(hù)性能提升。3UV輻照過(guò)程中，紫外線吸收劑UV531與酚醛環(huán)氧表現(xiàn)出較好的協(xié)同作用。隨紫外線吸收劑添加量的增多，涂層老化后的阻水性能明顯提高；在添加量達(dá)到15WT時(shí)，涂層防護(hù)性能達(dá)到最佳；而過(guò)量的添加會(huì)導(dǎo)致涂層老化后期防護(hù)性能的降低。參考文獻(xiàn)1UNNIKRISHNANKP,THACHILETAGINGANDTHERMALSTUDIESONEPOXYRESINMODIFIEDBYEPOXIDIZEDNOVOLACSJ,POLYMERPLASTICSTECHNOLOGYANDENGINEERING,2006,454694742PEIY,WANGK,ZHANM,XUW,DINGXTHERMALOXIDATIVEAGINGOFDGEBA/EPN/LMPAEPOXYSYSTEMCHEMICALSTRUCTUREANDTHERMALMECHANICALPROPERTIESJ,POLYMERDEGRADATIONANDSTABILITY,2011,967117911863丁著明,吳良義,范華,田呈祥環(huán)氧樹脂的穩(wěn)定化（）環(huán)氧樹脂光防護(hù)研究進(jìn)展J，熱固性樹脂,2001,16629344DAOB,HODGKINJ,KRSTINAJ,MARDELJ,TIANWACCELERATEDAGINGVERSUSREALISTICAGINGINAEROSPACECOMPOSITEMATERIALSIICHEMISTRYOFTHERMALAGINGINASTRUCTURALCOMPOSITEJ,JOURNALOFAPPLIEDPOLYMERSCIENCE,2006,1024322132325MUSTOP,RAGOSTAG,RUSSOP,MASCIALTHERMALOXIDATIVEDEGRADATIONOFEPOXYANDEPOXYBISMALEIMIDENETWORKSKINETICSANDMECHANISMJ,MACROMOLECULARCHEMISTRYANDPHYSICS,2001,20218344534586DELORJESTINF,DROUIND,CHEVALPY,LACOSTEJTHERMALANDPHOTOCHEMICALAGEINGOFEPOXYRESININFLUENCEOFCURINGAGENTSJ,POLYMERDEGRADATIONANDSTABILITY,2006,916124712557SCANTLEBURYJD,GALIKTHEAPPLICATIONOFACIMPEDANCETOSTUDYTHEPERFORMANCEOFLACQUEREDALUMINIUMSPECIMENSINACETICACIDSOLUTIONJ,PROGRESSINORGANICCOATINGS,1997,3132012078ZHANGR,GUX,CHENH,ZHANGJ,LIY,NGUYENT,SANDRECZKITC,JEANYCSTUDYOFTHEPHOTODEGRADATIONOFEPOXYPOLYMERSWITHSLOWPOSITRONANNIHILATIONSPECTROSCOPYJ,JOURNALOFPOLYMERSCIENCEPARTBPOLYMERPHYSICS,2004,4213244124599RIEKERJ,LEMMERTSE,COELLERGULTRAVIOLETSTAB