一种高固体分环氧防腐涂料的研制

王小刚，马宁博，武建斌，刘晓庆

(陕西宝塔山油漆股份有限公司，陕西兴平713100)

摘要:采用小分子量环氧树脂和大分子量环氧树脂复配作为基料，以腰果壳油改性酚醛胺为固化剂，研制了一种高固体分环氧防腐涂料，并进行了性能检测。讨论了环氧树脂、环氧稀释剂、颜填料、流变助剂和固化剂对涂料性能的影响。

关键词:高固体分；环氧树脂；固化剂；环氧稀释剂；防腐涂料

中图分类号：TQ630.7 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2014)01-0027-04

0·前言

普通的溶剂型环氧涂料在生产、施工、固化干燥过程中会排放大量的挥发性有机化合物(VOC)，这些溶剂不仅对人们的身体健康有害，而且污染环境。随着现代工业的发展，以及人们环保意识的不断增强，国内外对环保的呼声越来越高涨，很多国家都制定了限制挥发性有机化合物排放的法规或条例，我国相应的标准和法规也正在完善之中。高固体分、无溶剂、水性、粉末涂料等低或零VOC环境友好型涂料成为发展的主流。

本文通过选择合适的环氧树脂、固化剂、环氧稀释剂、助剂等研制了一种涂膜性能优异的高固体分环氧防腐涂料。

1·试验部分

1.1主要试验原材料

环氧树脂：128(南亚)，601(三木)；固化剂：450(亨斯迈)，1618、2280、2758(空气产品)，2003、540、2040、2007(卡德莱)；环氧稀释剂(非挥发)：LV5(空气产品)，LA300(佳迪达)，MD2013(上海美东)，LITE-2020、LITE-2021、NC513(卡德莱)；苯甲醇(工业)。

1.2试验仪器

QFH划格试验仪、QTX弹性测试仪、STM-TV斯托默黏度计、QCJ-50涂膜冲击仪、101-2AB型电热鼓风式烘箱、TT-260漆膜测厚仪、YWSX/Q-250盐雾腐蚀试验箱。

1.3基本配方

配方设计重点考虑VOC的含量及体系黏度，经过多次试验，确定基本配方见表1。

表1 基本配方

1.4制漆与制板

甲组分：将A、B、溶剂、活性稀释剂和助剂加入罐中分散均匀，然后再加入颜填料，高速分散均匀，研磨至细度合格，过滤、包装；乙组分：按照配方量加入固化剂和稀释剂混合均匀，过滤、包装。

甲、乙组分按当量比1∶1混合后，稀释至施工黏度，制板待测。

1.5性能检测(见表2)

表2 高固体分环氧防腐涂料性能测试结果

2·结果及讨论

2.1树脂的选择

环氧树脂因具有附着力好、固化收缩率低、抗化学性能佳等特点，被广泛应用于防腐涂料领域。环氧树脂的类型和分子量的大小对涂料的性能影响很大。一般来说，小分子量的环氧树脂具有较低的黏度，易制得高固体分涂料，同时它与固化剂可形成致密的交联结构，但是涂膜柔韧性差。而大分子量的环氧树脂分子链长，使得涂膜具有更加优良的柔韧性。所以本试验选择A和B复配使用，试验了A、B不同配比对涂膜性能的影响，结果见图1、图2。

图1 树脂配比对耐介质性能的影响

图2 树脂配比对耐盐雾性能的影响

试验表明，大分子环氧树脂占环氧树脂总量的25%～45%时，涂膜耐介质性、耐盐雾性能最佳。

2.2固化剂的选择

固化剂是影响高固体分环氧防腐涂料表面状况和防腐性能的主要因素之一，因此固化剂的选择至关重要。环氧涂料常用固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚胺加成物、酮亚胺、改性酚醛胺等。本试验在树脂体系为B∶A=1∶4的基础上选择了多种类型的固化剂，按固化剂与环氧树脂当量比为1∶1进行对比试验，试验结果见表3、图3、图4。

表3 不同固化剂对物理机械性能对比

图3 环氧树脂与固化剂不同当量比对涂层耐介质性能的影响

图4 环氧树脂与固化剂不同当量比对涂层耐盐雾性能的影响

表3的数据表明2003固化剂的综合性能最佳。图3和图4对比了环氧树脂与2003固化剂不同当量比对涂层耐介质性能、耐盐雾性能的影响。

图3和图4数据表明，环氧树脂与2003环氧固化剂的当量比为1时，涂层的耐介质性能及耐盐雾性能达到最佳。

2.3颜填料的选择

涂料中的颜填料可以提高涂膜的防腐蚀性能，也可以改善涂膜的机械性能，在重防腐涂料中，常用的颜填料有：钛白粉、氧化铁红、多聚磷酸盐、滑石粉(针状)、云母粉和长石粉等。本研究在选择颜填料时，综合考虑了它们的耐化学介质性能、屏蔽性能和防腐性能。

2.4助剂的选择

高固体分环氧防腐涂料固含量高，单道涂膜厚度要求高，为保证涂装质量和涂膜性能，因此在配方设计时要选择合适的分散剂、消泡剂和流变助剂，通过试验对比在配方体系中选用BYK-Anti-Terra-U分散剂和BYK-A535消泡剂。流变助剂可赋予涂料的触变性，提高涂料的抗流挂性，通过试验对比选用的ASAT550F在提升体系流变性的同时，对体系黏度没有明显影响。

表4 环氧稀释剂耐介质性能对比

图5 LITE-2020加量对涂层耐介质性能的影响

图6 LITE-2020加量对涂层耐盐雾性能的影响

2.5环氧稀释剂的选择

高固体分环氧防腐涂料即使是使用了低黏度的环氧树脂，其黏度仍然较大，涂装时仍达不到空气喷涂的条件，所以在制备高固体分环氧防腐涂料时必须要添加一定量的环氧稀释剂来调节涂料的黏度。本试验对比了苯甲醇、腰果壳油改性的环氧稀释剂(LITE-2020、LITE-2021、MD2013、NC513)和碳氢石油树脂(LA300、LV5)对涂层耐介质性的影响，见表4(本试验环氧稀释剂加量为环氧树脂的15%)。

表4试验数据表明，LITE-2020作为环氧稀释剂时涂层耐介质性能最佳。在此基础上，比较了LITE-2020不同加量对涂膜性能的影响，结果如图5、图6所示。

图5和图6结果表明，选择使用10%～15%腰果壳油改性的不挥发非活性环氧稀释剂LITE-2020，可以获得较好的耐酸碱和耐盐雾性能。

3·结语

本研究以小分子量128和大分子量601环氧树脂复配体系为基体树脂，采用环氧稀释剂LITE-2020和腰果壳油改性酚醛胺固化剂2003，同时添加一些防腐性、屏蔽性好的填料，选用BYK-Anti-Terra-U分散剂和BYK-A535消泡剂，流变助剂选择聚酰胺蜡T550F，最终配制出质量固含量大于85%、体积固含量大于75%并且具有良好耐介质性的高固体分环氧防腐涂料，该产品在某工程使用后得到了客户的好评。

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