技术前沿丨迈克尔加成涂料保护铝合金模板免受碱性侵蚀

研究人员以 β- 酮酯官能化环氧供体为基础,开发出一种用于铝合金模板的迈克尔加成固化高固含涂料体系。以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)交联的配方拉伸强度可达 41.5 MPa,兼具优异耐腐蚀性与良好的脱混凝土效果,相比粉末涂料是一种低能耗方案。

铝合金模板应用于现代混凝土施工,尺寸精度高、可回收、自重轻;但铝属于两性金属,易受到新拌混凝土强碱性孔溶液(pH 12.5–13.5)的侵蚀。现有防护方案均存在明显短板:脱模剂仅能一次性防护;粉末涂料需要喷砂前处理,固化温度高达 180–200 ℃,且反复受力后易产生微裂纹;异氰酸酯类与氟聚合物类涂料则存在毒性及合规管控风险。

该研究团队采用迈克尔加成固化涂料体系解决上述痛点:以 E51 环氧树脂为原料,先后经二乙醇胺开环、乙酰乙酸乙酯乙酰乙酰化,合成得到 β- 酮酯官能化迈克尔供体。该结构保留了环氧骨架优异的力学强度,同时可在温和加热条件下实现高效交联。

迈克尔受体结构决定交联网络性能

试验对比了三种分子结构不同的迈克尔受体:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、1,6 - 己二醇二丙烯酸酯(HDDA)。 其中 TMPTA 构建的交联网络综合性能最优:拉伸强度 41.5 MPa,断裂伸长率 23.6%,玻璃化转变温度适中(43.8 ℃)。与之对比,PETA 体系涂层刚性过高、偏脆,耐碱性差;HDDA 体系交联不足,力学性能与阻隔防护能力均有所下降。

耐腐蚀性能与优异脱模效果

在铝合金试板上,TMPTA 基涂料表现出优异防腐性能:浸泡氯化钠溶液 48 h 后,0.01 Hz 下阻抗模值 | Z|0.01 Hz 约为 108–109 Ω·cm²。得益于致密的交联网络与更低的表面极性,该涂层耐碱、耐溶剂性、耐磨性能以及混凝土脱模效果均得到提升。 研究人员表示,环氧基 β- 酮酯供体搭配 TMPTA 交联剂,为铝合金模板专用涂料提供了极具潜力的技术路线:高固含、易脱模、耐化学品,相比异氰酸酯、氟聚合物体系更加环保。


文献来源:Yan Z 等,《用于铝合金模板的迈克尔加成交联高固含涂料》,Progress in Organic Coatings,110347(2026)




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