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       摘要:采用小分子量環氧樹脂和大分子量環氧樹脂復配作為基料，以腰果殼油改性酚醛胺為固化劑，研制了一種高固體分環氧防腐涂料，并進行了性能檢測。討論了環氧樹脂、環氧稀釋劑、顏填料、流變助劑和固化劑對涂料性能的影響。

    關鍵詞:高固體分；環氧樹脂；固化劑；環氧稀釋劑；防腐涂料

    中圖分類號：TQ630.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-2556(2014)01-0027-04

    0·前言

    普通的溶劑型環氧涂料在生產、施工、固化干燥過程中會排放大量的揮發性有機化合物(VOC)，這些溶劑不僅對人們的身體健康有害，而且污染環境。隨著現代工業的發展，以及人們環保意識的不斷增強，國內外對環保的呼聲越來越高漲，很多國家都制定了限制揮發性有機化合物排放的法規或條例，我國相應的標準和法規也正在完善之中。高固體分、無溶劑、水性、粉末涂料等低或零VOC環境友好型涂料成為發展的主流。

    本文通過選擇合適的環氧樹脂、固化劑、環氧稀釋劑、助劑等研制了一種涂膜性能優異的高固體分環氧防腐涂料。

    1·試驗部分

    1.1主要試驗原材料
    環氧樹脂：128(南亞)，601(三木)；固化劑：450(亨斯邁)，1618、2280、2758(空氣產品)，2003、540、2040、2007(卡德萊)；環氧稀釋劑(非揮發)：LV5(空氣產品)，LA300(佳迪達)，MD2013(上海美東)，LITE-2020、LITE-2021、NC513(卡德萊)；苯甲醇(工業)。

    1.2試驗儀器

    QFH劃格試驗儀、QTX彈性測試儀、STM-TV斯托默黏度計、QCJ-50涂膜沖擊儀、101-2AB型電熱鼓風式烘箱、TT-260漆膜測厚儀、YWSX/Q-250鹽霧腐蝕試驗箱。

    1.3基本配方

    配方設計重點考慮VOC的含量及體系黏度，經過多次試驗，確定基本配方見表1。

 

    1.4制漆與制板

    甲組分：將A、B、溶劑、活性稀釋劑和助劑加入罐中分散均勻，然后再加入顏填料，高速分散均勻，研磨至細度合格，過濾、包裝；乙組分：按照配方量加入固化劑和稀釋劑混合均勻，過濾、包裝。

    甲、乙組分按當量比1∶1混合后，稀釋至施工黏度，制板待測。

    1.5性能檢測(見表2)

 

    2·結果及討論

    2.1樹脂的選擇

    環氧樹脂因具有附著力好、固化收縮率低、抗化學性能佳等特點，被廣泛應用于防腐涂料領域。環氧樹脂的類型和分子量的大小對涂料的性能影響很大。一般來說，小分子量的環氧樹脂具有較低的黏度，易制得高固體分涂料，同時它與固化劑可形成致密的交聯結構，但是涂膜柔韌性差。而大分子量的環氧樹脂分子鏈長，使得涂膜具有更加優良的柔韌性。所以本試驗選擇A和B復配使用，試驗了A、B不同配比對涂膜性能的影響，結果見圖1、圖2。

 

一種高固體分環氧防腐涂料的研制

    試驗表明，大分子環氧樹脂占環氧樹脂總量的25%～45%時，涂膜耐介質性、耐鹽霧性能最佳。

    2.2固化劑的選擇

    固化劑是影響高固體分環氧防腐涂料表面狀況和防腐性能的主要因素之一，因此固化劑的選擇至關重要。環氧涂料常用固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚胺加成物、酮亞胺、改性酚醛胺等。本試驗在樹脂體系為B∶A=1∶4的基礎上選擇了多種類型的固化劑，按固化劑與環氧樹脂當量比為1∶1進行對比試驗，試驗結果見表3、圖3、圖4。

 

 

一種高固體分環氧防腐涂料的研制

    表3的數據表明2003固化劑的綜合性能最佳。圖3和圖4對比了環氧樹脂與2003固化劑不同當量比對涂層耐介質性能、耐鹽霧性能的影響。

    圖3和圖4數據表明，環氧樹脂與2003環氧固化劑的當量比為1時，涂層的耐介質性能及耐鹽霧性能達到最佳。

    2.3顏填料的選擇

    涂料中的顏填料可以提高涂膜的防腐蝕性能，也可以改善涂膜的機械性能，在重防腐涂料中，常用的顏填料有：鈦白粉、氧化鐵紅、多聚磷酸鹽、滑石粉(針狀)、云母粉和長石粉等。本研究在選擇顏填料時，綜合考慮了它們的耐化學介質性能、屏蔽性能和防腐性能。

    2.4助劑的選擇

    高固體分環氧防腐涂料固含量高，單道涂膜厚度要求高，為保證涂裝質量和涂膜性能，因此在配方設計時要選擇合適的分散劑、消泡劑和流變助劑，通過試驗對比在配方體系中選用BYK-Anti-Terra-U分散劑和BYK-A535消泡劑。流變助劑可賦予涂料的觸變性，提高涂料的抗流掛性，通過試驗對比選用的ASAT550F在提升體系流變性的同時，對體系黏度沒有明顯影響。

    2.5環氧稀釋劑的選擇

    高固體分環氧防腐涂料即使是使用了低黏度的環氧樹脂，其黏度仍然較大，涂裝時仍達不到空氣噴涂的條件，所以在制備高固體分環氧防腐涂料時必須要添加一定量的環氧稀釋劑來調節涂料的黏度。本試驗對比了苯甲醇、腰果殼油改性的環氧稀釋劑(LITE-2020、LITE-2021、MD2013、NC513)和碳氫石油樹脂(LA300、LV5)對涂層耐介質性的影響，見表4(本試驗環氧稀釋劑加量為環氧樹脂的15%)。

 

    表4試驗數據表明，LITE-2020作為環氧稀釋劑時涂層耐介質性能最佳。在此基礎上，比較了LITE-2020不同加量對涂膜性能的影響，結果如圖5、圖6所示。

 

一種高固體分環氧防腐涂料的研制

    圖5和圖6結果表明，選擇使用10%～15%腰果殼油改性的不揮發非活性環氧稀釋劑LITE-2020，可以獲得較好的耐酸堿和耐鹽霧性能。

    3·結語

    本研究以小分子量128和大分子量601環氧樹脂復配體系為基體樹脂，采用環氧稀釋劑LITE-2020和腰果殼油改性酚醛胺固化劑2003，同時添加一些防腐性、屏蔽性好的填料，選用BYK-Anti-Terra-U分散劑和BYK-A535消泡劑，流變助劑選擇聚酰胺蠟T550F，最終配制出質量固含量大于85%、體積固含量大于75%并且具有良好耐介質性的高固體分環氧防腐涂料，該產品在某工程使用后得到了客戶的好評。

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