摘要：研制成一種新型多功能環氧防腐涂料，其貯存穩定性和施工性優良，具有底面合一、帶銹防銹、帶潮涂裝、低溫固化以及長效防腐等特點。
關鍵詞：多功能環氧防腐涂料；底面合一漆；帶銹漆
中圖分類號：TQ630.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-1696（2014）02-0024-03
0·引言
涂料涂裝作為一種簡單而行之有效的材料保護、裝飾方法，已獲得廣泛應用。隨著現代社會的發展，對涂料的防腐性也提出了更高的要求，特別是在鋼結構廠房、大型機械及化工設備等設施上要求使用重防腐涂料加以保護。為了獲得良好的防腐效果，涂裝前需要對底材進行嚴格的表面處理，而且一般需要采用底漆、中涂漆、面漆配套，或者底漆、面漆配套的涂料體系，所需的涂料量大，工序繁雜，間隔時間也較長。另外，傳統涂料中大多添加有毒的顏填料、有機溶劑等，不僅對環境造成了破壞，還對人身安全構成了威脅。為了滿足社會發展的需要，涂料向著環保型、功能型和綜合型方向發展。
根據當前涂料發展的新要求、新標準以及市場需要，我們在實際操作經驗和大量文獻資料的基礎上，研制成一種具有多功能性（包括帶銹防銹、帶潮涂裝、低溫固化、底面合一及長效防腐等）的環氧防腐涂料。
1·實驗部分
1.1 原材料
E-44環氧樹脂，江蘇三木；E-20環氧樹脂，吳江合力；潤濕分散劑（DUOMEENTDO），阿克蘇諾貝爾；有機膨潤土，浙江豐虹；聚酰胺蠟，上海信立鈦；鈦白粉，威聯特集團香港有限公司；炭黑，上海愛暉；絹云母，滁州萬橋；磷酸鋅，上海京華；三聚磷酸鋁，廣西新昌；NX-2015固化劑，卡德萊；固化促進劑，上海杜耳。
1.2 基料的選擇
環氧樹脂是目前重防腐涂料中應用最多、使用范圍最廣的成膜物質之一。環氧樹脂中含有羥基、醚基和環氧基，對金屬、木材以及混凝土等底材都有優良的附著力；環氧樹脂的體積收縮率低，在大面積涂裝時涂膜的內應力低，不易發生開裂，適合厚涂；固化后的環氧樹脂具有良好的物理化學性能，硬度高，柔韌性好；耐化學品性優良，對大部分溶劑穩定，耐酸、堿、鹽等性能優異。
E-44是低相對分子質量液體雙酚a型環氧樹脂，具有穩定的化學性能，黏結力強，收縮率小，交聯密度高，耐水性和耐溶劑性良好，適用于配制高固體分環氧涂料，但漆膜較脆。E-20是固體環氧樹脂，其附著力強，具有良好的抗彎曲性和抗沖擊性，以及良好的耐化學腐蝕性和耐溶劑性，但交聯密度較低。
將E-44環氧樹脂和E-20環氧樹脂配用可以得到優良的綜合性能。實驗發現，當E-44環氧樹脂與E-20環氧樹脂固體含量比約1/2，即m（E-44）/m（E-20）（65%）=1/3時，涂膜的性能優良。
1.3 防銹顏料的選擇
磷酸鋅和三聚磷酸鋁是高效、無毒的環保型防銹顏料，在防腐涂料中占據著重要地位。磷酸鋅在涂層內部緩慢離解為磷酸根離子，其與金屬表面的Fe3+（鐵銹）反應，形成附著牢固的絡合物沉淀層而抑制陽極反應。三聚磷酸鋁是聚磷酸鹽類防銹顏料中的典型代表產品，環保性和優異的防銹效果使其成為紅丹、鋅鉻黃等有害防銹顏料的理想替代品。
三聚磷酸鋁在涂膜中能解離出具有很強螯合能力的三聚磷酸根離子P3O105-，與多種金屬離子形成不溶絡合物，形成復雜保護膜。將磷酸鋅和三聚磷酸鋁配用可實現體系的長效、高效防腐。實驗發現，當m（磷酸鋅）/m（三聚磷酸鋁）=1/2~1/3時，可達到優良的防腐效果。此外，在配方中添加適量的絹云母可以有效提高涂料的防滲透性，提高防腐性能。
1.4 固化劑的選擇
腰果油改性酚醛胺環氧固化劑兼具一般酚醛胺和低分子聚酰胺的性能，綜合性能優異。通過反應引入的多元胺基與相鄰的弱酸性酚羥基是環氧樹脂固化反應的催化劑，從而使環氧樹脂在低溫下也能快速固化，同時極性的羥基增加了固化劑的極性，增強了對底材的潤濕性和附著力。為了更好地達到低溫固化的目的，還可以添加適量的低溫固化促進劑。
1.5 溶劑的選擇
合理選用溶劑是制備涂料的關鍵步驟，選用溶劑的關鍵是溶劑的溶解力，以及溶劑的揮發速率和反應性等。環氧樹脂中不宜選用酯類和酮類作溶劑，乙二醇醚類溶劑的毒副作用較大，實際生產中環氧樹脂一般選用醇和芳烴組成的混合溶劑。實驗結果表明，選用m（S-100芳烴溶劑）∶m（丁醇）∶m（丙二醇甲醚）=70∶20∶10的混合溶劑，可使環氧體系具有良好的貯存穩定性和施工性。
1.6 配方設計
經過反復多次的平行實驗篩選，以及正交實驗對比，確定基本配方如表1所示。
表1 涂料基本配方
1.7 制漆工藝
A組分：將配方中環氧樹脂、助劑、溶劑投入調漆罐中攪拌均勻；然后投入顏填料，攪拌均勻；再進行砂磨至規定細度；最后根據技術指標調整黏度。
B組分：根據配方量投入原材料，攪拌均勻即可。
涂料使用時，A、B組分按100∶20的配比混合均勻。
1.8 涂料性能指標及檢測結果
涂料的性能指標及檢測結果見表2。
表2 多功能環氧防腐涂料的性能指標
2·結果與討論
2.1 觸變劑的影響
為了實現多功能環氧防腐涂料的底面合一功能，要求涂料一次施工得到較厚涂層，這就要求涂料具有優良的施工性。涂料中常用的觸變劑包括氣相二氧化硅、蓖麻油、膨潤土和聚酰胺蠟等，根據實際工作經驗，選用有機膨潤土配用聚酰胺蠟作為觸變劑，不僅保證了多功能環氧防腐涂料的貯存穩定性，還實現了涂料在施工時膜厚達400~500μm而不流掛，易于一次施工達到較厚涂層。
2.2 固化促進劑的影響
選用的NX-2015固化劑是腰果油改性酚醛胺環氧固化劑，與其他類型的環氧固化劑相比，不僅防腐性能優異，而且低溫固化性好，可以在-10~-15℃環境下施工。盡管單用NX-2015的多功能環氧防腐涂料在-10℃左右也能順利固化，但是其速度明顯放緩。為了有效提高涂料的低溫固化性，可以添加適量的固化促進劑。在NX-2015中加入適量的固化促進劑后固化速度明顯提高，可實現在-10~-15℃下24h內實干。但過量的固化促進劑反而會導致漆膜變脆，影響涂層的最終性能。
2.3 帶銹防銹性能
防銹顏料磷酸鋅和三聚磷酸鋁可以在帶銹構件表面形成穩定的保護膜，對于帶銹防銹性能具有重要的作用。另外環氧樹脂本身對各種底材也具有優良的附著力，其次NX-2015固化劑也可以在帶銹表面施工，這些因素均賦予多功能環氧防腐涂料帶銹防銹性能。在除去表層松動銹層后，多功能環氧防腐涂料可以順利施工，并形成致密的涂層，干燥后附著力良好。于室外放置6個月后，涂層的附著力依然優良，僅有輕微的失光變色，有效阻止了銹層的進一步擴展。
2.4 帶潮涂裝性能
分散劑除了能提高涂料的分散性外，還可提高涂料的著色力以及貯存穩定性等，甚至可以給涂料帶來某些新的性能。基材潤濕分散劑具有獨特的潤濕能力，可充分潤濕某些難以潤濕的表面（如生銹的鋼鐵和潮濕的底材表面等）。在多功能環氧防腐涂料中添加適量的基材潤濕分散劑，可以使涂料順利實施帶潮施工，涂膜干燥后形成致密的保護膜，表面光潔平整，附著力優良，防腐性能良好。另外，選用NX-2015固化劑也有利于涂料在帶潮、帶銹工件表面上的涂裝。
3·結語
研制的多功能環氧防腐涂料具有以下特點：
（1）實現底面合一，提高作業效率；
（2）低表面處理，減少前處理強度，特別是在一些不方便處理的部位和工程上，以及在濕度較大的環境下有獨特的優勢，例如構件的凹槽處，鋼結構返新防護工程，梅雨季節施工和海邊工程施工等；
（3）貯存穩定性好，一次噴涂膜厚高，抗流掛性好；
（4）低溫固化性好，實現低溫（-10℃）固化，突破了常規聚酰胺固化劑5℃以下不固化的局限性；
（5）長效防腐性，耐鹽霧性與環氧富鋅底漆相當，同時避免了富鋅涂料致密性差、鋅層耐酸堿性差的弊端，耐5%濃度的酸、堿、鹽可達1個月以上。
