无溶剂环氧防腐涂料性能的影响因素_康永

列 的 物 理 和 化 学 改 性，可 以 改 善 其 耐 候 性 差、易 粉 化、高温下承受强腐蚀介质（强酸、碱和溶剂）能力 差等缺点，奠定了其在重防腐涂料中的主导地位。
环氧树脂对涂层性能影响较大，要一次形成较 厚的涂层，不仅要考虑涂料的触变性能，同时应注意 涂料的固含量、黏度以及厚膜涂料的柔韧性、附着强 度等。相对分子质量较大的环氧树脂，由于其固含量 较低，虽然涂层的柔韧性及防腐蚀性较好，但一次成 膜较薄 ；虽然可以提高涂料的固含量，但最后形成 的涂层较脆，耐冲击性能较差，而且在触变剂相同的 条件下，采用该类树脂，施工过程中更容易流淌，对 形成厚膜不利。
蚀性。
2 结语
虽然无溶剂环氧涂料环保方面以及成膜后的性 能优异，但依然存在着组分间的相容性问题，以及各 组分对相关性能的影响也不很明确，故无溶剂环氧 防腐涂料的研究应侧重纳米微粒以及偶联剂或改性 环氧树脂方面。另外，新型固化剂的开发也将为无溶 剂环氧防腐涂料的应用以及施工工艺带来技术支持。
参考文献
1 秦国治，田志斌 . 无溶剂环氧及其改性防腐蚀涂料综述［J］. 现代 涂料与涂装，2002（2）：31-33
度。云铁与磷酸锌质量比为 1 ∶ 1 和 1 ∶ 4 的涂料黏 度有所下降，可能是由于此时云铁与磷酸锌发生了 协同作用，细度较小的磷酸锌很好地分散在云铁的 空 隙 中，挤 出 了 一 些 成 膜 物 质，使 得 涂 料 黏 度 有 所 下降。
表 1 云铁与磷酸锌不同质量比的涂层性能 Table 1 The coating performance with different mass ration
第 50 卷第 1 期 20第121年期1 月
上海涂料 SHANGHAI COATINGS
Vol. 50 No. 1
Jan. 240112
无溶剂环氧防腐涂料性能的影响因素
康 永 （陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西榆林 718100）
摘 要 ：作为环保型涂料的无溶剂环氧防腐涂料具有众多优点，广泛用于重防腐领域。讨论了涂 料各组分对涂料性能的影响及其研究现状。
李刚等人研究了在其他条件不变的情况下，改 变煤沥青粒度对涂膜性能的影响。在煤沥青粒度为 53 μm 时，漆膜各项性能较好（见表 2）。
表 2 煤沥青粉粒度对漆膜性能的影响
Table 2 The influence of the size of coal tar pitch
on the film performance
2 张斌，等 . 无溶剂环氧涂料在石化行业中的应用［J］. 上海涂料， 2008，46（6）：40-43
3 吴锡合，贺三，王成，等 . 一例无溶剂环氧涂层失效分析［J］. 内蒙 古石油化工，2010，36（18）：44-47
4 郭晓军，等 . 厚涂耐磨无溶剂环氧防腐涂料的研制［J］. 涂料工业， 2008，38（7）：60-62
关键词 ：无溶剂环氧防腐涂料 ；重防腐涂料 ；影响因素 中图分类号 ：TQ 630.7 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009-1696（2012）01-0041-03
无溶剂环氧涂料以低黏度双酚 F 环氧树脂为基 料，添加高耐磨颜填料及助剂等，以改性脂肪胺、硅 氧烷等为固化剂，具有厚涂、固化速度快、耐磨性优 异、附着力强、耐盐雾性优异、耐阴极剥离性良好等 特点，目前广泛用于城市管道防腐、埋地管道防腐补 口、埋地管道大修等重防腐领域［1-3］。
接影响到涂层的防腐性。为了进一步提高涂膜的黏结 强度，添加了适量的硅烷偶联剂。经沸水浸泡 5 h 后， 未添加硅烷偶联剂的漆膜出现破裂并剥离，而且在 膜底有大量锈斑，而添加了硅烷偶联剂的漆膜未出 现裂纹，并且锈斑随着硅烷偶联剂用量的增加逐渐 减 少。当 硅 烷 偶 联 剂 用 量 为 0.3% 时，漆 膜 几 乎 没 有明显的锈斑。偶联剂不仅可以提高填料粒子与环 氧树脂的黏结力，而且与聚合物粒子间形成化学键 或 氢 键 ，可 阻 止 腐 蚀 因 子 的 迁 移 ，增 强 漆 膜 的 耐 腐
郭超群等人［7］为增强涂膜的耐化学品性和提高 物理机械性，采用片状绢云母粉料。片状填料可以增 强 涂 膜 的 阻 隔 性 能，延 长 介 质 的 渗 透 路 径。同 种 填 料，较细粒子与较粗粒子相混合时，较细粒子趋向于 填充于较粗粒子间形成的空隙中。选择 2 种不同细度 的云母粉料，以级配复配的方式添加在基料中，这样 在同等用量下，可得到颜填料体积分数（PVC）较低 的涂层，云母粉料分散在环氧树脂基料的连续相中， 不仅增加了涂膜的阻隔性能，也提高了涂膜的机械 性能。
环氧树脂优异的性能只有与适宜的固化剂配用 后才能体现出来，使用不同的固化剂，环氧树脂所呈 现的性能差别很大，固化剂的结构与品质将直接影 响环氧树脂的应用效果。
黄丽等人［5］选用低黏度环氧树脂制备无溶剂防 腐涂料，通过正交实验得到耐酸性较好的优化配比。 分析出当固化剂用量为理论用量的 95% 时涂层耐酸 性 最 好。当 固 化 剂 用 量 偏 少 时，环 氧 树 脂 固 化 不 完 全，而固化剂过量时固化剂未完全反应，这两种情况 下形成的固化体系的空间结构都不如环氧树脂和固 化剂完全反应时形成的固化体系的空间结构致密。 1.3 颜料的种类、用量及粒度对涂料性能的影响
颜料对涂料的贮存稳定性、施工性及涂膜的物 理机械性能等有较大影响，对涂膜的吸湿性及阻燃 性也有一定影响。涂料中颜料的用量对涂层的物理 性能也有一定的影响，要求无溶剂环氧涂料一次涂 覆便达到一定的厚度，应加入足够量的颜料，但其用 量过高时，涂层的抗冲击性迅速下降，涂层的光泽、 致密性也会下降，同时还要保证颜料体积浓度相对 较低。由于要求一次成膜厚度超过 1 000 μm，应选择 较细的颜料。试验研究发现，当颜料细度在 800 目以 上时，涂层的抗流挂性显著提高。
王 犇 等 人［6］以 磷 酸 锌 为 主 要 防 锈 颜 料，协 同 云 母 氧 化 铁，制 备 了 无 溶 剂 型 环 氧 防 腐 涂 料。研 究 表 明（表 1）：各种涂层均具有良好的物理性能，干燥时 间不超过 24 h ；与金属底材具有良好的附着力，均 达到 1 级 ；耐冲击性均大于 50 cm。黏度随着磷酸锌 用量的增加略有增大，可能与颜料的粒径有关。由于 磷酸锌的粒径较小，表面积很大，能够吸附较多的成 膜物质，降低了涂料的流变性，从而增加了涂料的黏
5 黄丽，郑华荣 . 环氧无溶剂防腐涂料耐酸性的研究［J］. 材料工程， 2009（2）：161-163
6 王犇，张婷，杨小刚，等 . 云铁灰与磷酸锌质量比对无溶剂型磷 酸 锌 环 氧 涂 层 防 腐 性 能 的 影 响［J］. 涂 料 工 业，2010，40（7）： 17-20
7 郭超群，张超灿 . 无溶剂环氧防腐涂料的制备和性能研究［J］. 现 代涂料与涂装，2011，14（6）：1-4
1 各组分对涂料性能的影响
1.1 环氧树脂的影响 环氧树脂具有优良的附着力和低收缩率，对水、
中等酸、碱和其他溶剂具有良好的耐蚀性和抗渗透 性，可以与多种固化剂配合使用，成膜性好，与各种 树脂、填料和助剂良好地混溶而配制成一系列常用 的水性化和厚膜化等环保型重防腐涂料。通过一系
[ 收稿日期 ] 2011-10-31 [ 作者简介 ] 康永，男，任化工工艺技术与新材料研发主管。
98.0
98.3
98.2
干燥时间 /h
≤ 24 ≤ 24 ≤ 24 ≤ 24 ≤ 24
附着力 / 级
1
1
1
1
ห้องสมุดไป่ตู้
1
耐冲击性 /cm
>50
>50
>50
>50
>50
1.4 填料的影响 填料的选用，主要考虑屏蔽性、耐介质性以及吸
油度。如云母粉的片状结构，能很好地赋予涂层屏蔽 性和力学性能，且耐介质性好，吸油度较高，容易增 加体系的黏度 ；沉淀硫酸钡吸油度低，填充量大，可 提高涂层的耐磨性，屏蔽紫外线，耐介质性好 ；滑石 粉吸油度大，耐介质性好 ；微硅粉则吸油度低，耐介 质性好。适量的加入填料不仅可以提高涂层的机械 强度、耐磨性以及遮盖力，且能减少涂料固化时的体 积收缩率，降低成本，并赋予其良好的贮存稳定性。
郭晓军等人［4］开发了一种以低黏度双酚 F 环氧 树 脂 为 基 料，添 加 片 状 高 耐 磨 颜 填 料 及 助 剂 等，以 改性脂肪胺为固化剂的无溶剂环氧防腐涂料。双酚 F
The Research Status and Prospect of Waterborne Anticorrosion Coatings
of micaceous iron oxide and zinc phosphate
涂层性能
0∶1
m 云铁∶ m 磷酸锌 4∶1 1∶1 1∶4
1∶0
细度 /μm
23
20
23
20
20
黏度 （/ mPa·s） 14 184 14 866 12 875 12 987 16 459
固含量 /%
98.8
98.2
王志涛等人［8］分析了导静电填料的种类、形状、 尺寸、添加比例和分散状态等因素对无溶剂环氧导 静 电 涂 料 性 能 的 影 响。导 静 电 填 料 的 种 类、尺 寸 及
第1期
康 永 ：无溶剂环氧防腐涂料性能的影响因素
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添加量对涂层的导静电性有明显的影响。导静电填 料 的 添 加 量 越 大，涂 层 的 导 静 电 性 能 越 好，但 涂 层 的其它性能会有所损失，因此针对不同的配方及导 电填料，存在最佳的导静电填料添加量 ；导电填料 的尺寸越小，其在无溶剂环氧涂料中的分散越均匀， 导电性能越好。
ZHANG Lei，ZHU Yan，WANG Wei，ZHOU Ming （Jiangsu Engineering Technology Research Center of Waterborne Coatings，Jiangsu Yangzhong，212221，China）
Abstract ：The environmental friendly type anticorrosion coatings will be the development direction of the anticorrosion coatings. The characteristics and latest research trend of the waterborne acrylic coatings，waterborne epoxy coatings，waterborne inorganic zinc rich coatings and waterborne polyurethane coatings were summarised. The existing problems and future development trends of waterborne anticorrosion coatings were proposed. Key Words ：waterborne anticorrosion coatings ；waterbone acrylic coatings ；waterborne epoxy coatings ；waterborne
inorganic zinc rich coatings ；waterborne polyurethane coatings
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上海涂料
第 50 卷
环氧树脂除具有双酚 A 环氧树脂的所有优良特性外， 其黏度远低于双酚 A 环氧树脂，因此在使用过程中 不需要加入溶剂或活性稀释剂，操作更方便，固化后 漆膜的力学性能更佳，具有更好的耐溶剂性，避免了 由于加入溶剂或稀释剂，而使漆膜出现针孔、脆性大 等弊病。但双酚 F 环氧树脂价格要比双酚 A 环氧树脂 高，综合考虑涂料成本与性能，经过试验确定双酚 F 环氧树脂含量占总量的 35%~50% 时，性价比最高。 1.2 固化剂对涂料性能的影响
煤沥青粒度 / 附着力 /
μm
级
冲击强度
柔韧性 / mm
硬度
耐酸性 / 耐碱性 /
h
h
120
3
裂纹少 0.5~1 0.387 >12
>96
74
2
裂纹少 0.5~1 0.173 >12
>96
53
1
裂纹少 0.5~1 0.427 >12
>96
38
3 裂纹中等 0.5~1 0.367 >12
>96
1.5 偶联剂的影响 郭超群等人［7］认为 ：漆膜与底材的黏结好坏，直