鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制
富锌涂料的防腐原理及相关研究进展
富锌涂料的防腐原理及相关研究进展富锌涂料是一种常用的防腐涂料，其防腐原理是通过锌的阳极保护效应，在金属表面形成一层致密的氧化锌保护膜，阻隔氧、水和其他腐蚀介质对金属的进一步腐蚀。
同时，富锌涂料中的颗粒状锌颗粒还能形成“循环保护”，即当涂层被磨损或者受到轻微划伤时，锌颗粒会通过电浆动力效应移动到划痕处，进一步提供保护。
近年来，富锌涂料的研究进展主要集中在以下几个方面：
1.环境友好型涂料：富锌涂料的环境友好性是当前研究的热点之一、目前，研究人员通过开发低VOC（挥发性有机物）富锌涂料，减少涂料中的有害物质排放，降低对环境的污染。
2.富锌涂料与其他防腐涂料的组合应用：为了提高防腐效果，研究人员将富锌涂料与其他防腐涂料进行组合应用，形成复合涂层。
例如，将富锌涂料与陶瓷涂料结合，能够有效延缓金属腐蚀速度，提高涂膜的耐腐蚀性能。
3.富锌涂料的改性研究：为了进一步提高富锌涂料的性能，研究人员通过添加改性剂，如添加聚合物、纳米颗粒等，改善涂层的附着力、耐热性、硬度等性能。
4.富锌涂料在新领域的应用：除了传统的金属防腐，富锌涂料还在新领域得到应用。
例如，在海洋工程中，将富锌涂料应用在船体、海洋平台等金属结构上，能够有效防止海水中的腐蚀。
此外，富锌涂料还被用于水泥、玻璃钢等材料的防腐保护。
总之，随着对富锌涂料研究的深入，其防腐原理和应用范围得到了不断拓展。
未来的研究重点将进一步提高涂料的环境友好性、附着力和耐候性，寻找更加高效的改性剂，并探索富锌涂料在更多领域的应用潜力。
鳞片型醇溶性无机富锌涂料的研制及其防腐蚀性的研究
李运德
师 华 （ 北京航 材 百慕 新 材料技 术 工程股 份公 司，１０ ９ ） ００ ５
要 ：采用鳞 片状 锌粉 为颜料 ， 醇溶性 无机树 脂 为基料 ， 制 了鳞 片型醇溶 性 富锌 涂料 。 此涂 研 将
料 与市售 的球 锌 醇溶性 富锌 涂料 进行对 比试验 ， 其主要 防腐蚀 性 能指 标优 于球锌 醇溶性 雷 锌涂 料 。 关键 词 ：鳞 片状 锌粉 ；富锌 涂料 ；醇溶性 ；防腐蚀 性 中图分 类号 ：Ｔ ３ ． Ｑ６ ２ ４ 文 献标识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ － ６ ６ ２ １ ０ － ０ １ ０ ０ ９ １９ （ ０ ０） １ ０ ０ — ４
２３ 徐层等 电性检 测结 罘分 析 ．
１～０ｕ ５２ ｍ的球 锌 醇溶 性无 机 富 锌涂 层 ５０ｈ 已有 少 ０ 后
量锈斑 ， 同时有大量锌 白产生 ， 并且叉线上 的锈蚀扩
展 超过 ３ｍ 涂 层 已经 失效 。 耐盐雾 性 检测 结果 表 ｍ， 该
明 ：同样厚 度 的鳞 片型醇 溶性 富锌 涂层 的防腐 性能 优
丙 二 醇 甲醚 醋 酸 酯
本 实 验 采 用 醇 溶 性 硅 酸 烷 基 酯树 脂 研 制 新 型 鳞
片 型醇溶 性无 机 富锌 涂料 。涂料 所用 的颜 料 为 自制 鳞
自制鳞片状锌粉
片状锌粉 ， 树脂基料为 自 制正硅酸乙酯水解液 ， 考察
了 鳞 片 型醇 溶 性 无 机 富 锌 涂 层 与 球 锌 醇 溶 性 无 机 富 锌 涂 层 的屏 蔽性 、 电性 和耐 盐雾 性 ， 采用 扫 描 电 导 并 子 显 微 镜 （ Ｅ 表 征 涂 层 结 构 ，同时 讨 论 了其 防腐 Ｓ Ｍ）
醇溶性 无机 富锌 涂料 的研究 尚未 见报 道 。
环氧富锌防腐涂料研究
环氧富锌防腐涂料研究 ０ 引 言 煤矿环境特点是阴暗、潮湿，还有煤尘、岩尘各种有害气体，井下设备腐蚀很快，采用防腐涂料进行防腐施工是防止井下设备腐蚀的重要手段之一。
以环氧树脂为成膜物质的富锌底漆为防锈和防腐蚀涂料中的一种，因其锌粉对钢铁的电化学保护作用，富锌底漆又称电化学防锈漆，它是有机富锌底漆。
富锌助剂的种类、用量不同条件下，最佳锌粉含量有待深入研究，为此本文通过改变涂膜中锌粉的含量，配制成五种富锌底漆，测量相应的涂料性能、涂膜物理机械性能及涂膜的耐腐蚀性能，并找出最佳的涂料配方。
１ 试验材料 （１）防腐环氧富锌涂料材料 〉环氧值： ０．４０￣０．４７ 成膜物质：Ｅ－４４〈６１０１颜料：锌粉、滑石粉 助剂：增韧剂（邻苯二甲酸二丁酯）、固化剂（Ｔ３１） ）ｍｍ３的Ａ３钢 溶剂：丙酮 （２）被涂基体材料 长、宽、厚（１００×２５×３、２０％的硫酸（３）辅助材料 脱漆剂（二氯甲烷）、脱脂剂（丙酮）、酸洗液（５００ ｍｌ＋５ｇ硫脲） ２ 试验参数 、的含量，使其在涂膜中的含量分别占到７０％、８０％、８５％、９０％、９５％，引起Ｅ－４４丙酮含量的变化，得到五种不同配方的涂料见表１。
３ 试验方法 流平性试验检测涂料的性能；通过遮盖力测试测量表干时间、实干时间；通过附着力试验、柔韧性试验、膜厚、耐磨性试验测量涂膜物理机械性能，通过盐雾试验测量涂膜耐腐蚀性能。
、ＧＢ１７２６－７９等标准测定法进行。
上述试验分别按ＧＢ１７５０－７９４ 试验结果与分析 涂料的性能 ４．１ 制涂料并对涂料性能进行测试，得到数据见表２。
对表２中各组数据表现出的差异，具体分析如下： （１）Ｅ－４４、丙酮含量变化对涂料性能的影响 流平性的影响因素主要是涂料本身的粘度，涂料的粘度取决于成膜物质与溶剂互溶成溶液的粘度。
本次试验的五种配方选用的是同一种成膜物质和溶剂：Ｅ４４、丙酮。
因此，它们含量的变化对流平性的影响起着决定性的作用。
鳞片状锌粉在水性防腐涂料中的应用研究
漆膜外观 实干 漆膜附着力 重涂性
表４
涂料性能
鳞片状锌粉
球形锌粉
＼ 易沉淀，无金属光泽 表面细腻，暗灰色 ４０（ｍｉｎ）
２０（ｈ）
锌粉在涂料中状态
分散均匀，金属光泽强 表面细腻，银灰色
３０（ｍｉｎ） １５（ｈ）
干燥时间表干
良 良
好 好
从表４中可以看出，选用鳞片状锌粉和球形锌粉做防腐涂的填料时，鳞片状 锌粉具有分散均匀，有较强金属光泽；漆膜表面细腻，色泽均匀，呈银灰色；成 膜后漆膜的附着力，重涂性能也优于球形锌粉。
２、
实验方法
２．１实验原材料 ４００目鳞片状锌粉（昆明理工恒达公司）；４００目球形锌粉（云南），１４５５ 水性环氧树脂；Ｗａｔｅｒｐｏｘｙ ７５１固化剂（国产）；消泡剂，流平剂，润湿剂（国产）； 触变剂（国产）。 ２．２试验设备 ＪＱＭ型球磨机、８４１ １型电动振筛分级机、ＦＺＧ系列真空干燥机、ＱＳＪ高 速分散机、ＱＤＦ型附着力测定仪等。 ２．３实验方法 ２．３．１鳞片状锌粉的制备 鳞片状锌粉是以高纯（Ｚｎ＞９９％）锌锭为原料，采用雾化法制得球形锌粉， 球形锌粉经球磨成鳞片状，分级得到粒度分布不同的片状锌粉。本实验采用湿 法工艺，其工艺流程如下： 进料一湿法球磨一分级一离心脱液一干燥一表面改性一产品 ２．３．２水性防腐涂料的配制 称取定量的１４５５水性环氧树脂，充分搅拌５分钟，然后向其加入定量的润
～２ １～
处。其用量少防腐性能优越，相同防腐性能的富锌涂料，鳞片状锌粉成膜层的总 重量仅为常规富锌的５０％，这样大大减轻了整个工程的自重。随着世界资源日趋 渐少，以耗费少量的金属保护金属用量之最的钢构工程，增加钢构件使用寿命， 做到了能源使用率最高。因此，鳞片锌粉在防腐涂料的应用必将成为防腐行业的 主流。
【CN110041830A】一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910240722.7(22)申请日 2019.03.28(71)申请人 华能国际电力股份有限公司海门电厂地址 515132 广东省汕头市潮阳区海门镇洪洞村华能海门电厂申请人 汕头大学 上海海事大学(72)发明人 孙伟鹏 王双喜 白玉峰 李文戈 林春生 彭文盛 陈杰 冯庭有 姚友工 江永 吴绍雄 (74)专利代理机构 广州粤高专利商标代理有限公司 44102代理人 江裕强 张金福(51)Int.Cl.C09D 201/08(2006.01)C09D 5/08(2006.01)C09D 5/24(2006.01)C09D 7/20(2018.01)(54)发明名称一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法(57)摘要本发明涉及重防腐涂料领域，公开了一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料及其制备方法。
以质量份计，该水性重防腐涂料原料组成为：40-60份碳钛笼树脂、8-15份防锈颜填料、20-30份去离子水、2-3份定向排列剂、1-3份分散剂、1-2份消泡剂、0.5-1份增稠剂以及0.5-1份流平剂。
所选用的金属鳞片如铝鳞片、锌铝合金鳞片或固体含量大于70%的水性铝银浆等在涂料中兼具阴极保护和物理屏蔽的双重作用，极大提高了涂膜的防腐蚀性能。
本发明制备得到的重防腐涂料是一种新型碳钛笼水性涂料，该涂料耐腐蚀性能优异，附着力强，既可以单独使用也可以作为面漆与其他中漆、底漆配合使用。
权利要求书1页 说明书6页CN 110041830 A 2019.07.23C N 110041830A权 利 要 求 书1/1页CN 110041830 A1.一种金属鳞片型单组份水性重防腐涂料，其特征在于，所述组份为以下质量份原料：40-60份碳钛笼树脂；8-15份防锈颜填料；20-30份去离子水；2-3份定向排列剂；1-3份分散剂；1-2份消泡剂；0.5-1份增稠剂；0.5-1份流平剂。
哈尔滨工程大学科技成果——鳞片阻挡型环氧重防腐涂料
哈尔滨工程大学科技成果——鳞片阻挡型环氧重防腐涂料项目概述
鳞片阻挡型涂料在所形成的保护涂层中，由于鳞片形成的有效迷宫效应，可以阻止外部水、气对涂料所要保护对象的侵蚀，降低腐蚀速度。
国内应用鳞片阻挡型涂料的研究主要集中在玻璃鳞片涂料方向，目前国内玻璃鳞片的价格达到8000多元/吨，超薄的玻璃鳞片价格更高，甚至达到60000元/吨，而本项目所采用鳞片的价格仅仅是普通玻璃鳞片的1/3，因而可以大幅降低涂料成本。
同时在鳞片制备过程中，预先在鳞片表面形成具有化学活性的活性中心，使得活性鳞片填料与环氧树脂之间形成化学键合，并使活性鳞片填料在涂层中形成几十到一百多层的层状排列结构，增加迷宫效应，进一步提高涂层的抗渗透性以及涂层的阻挡性能。
项目成熟情况
涂料配方的完善过程中。
应用范围
可作桥梁、船舶、海上平台、港湾设施的防腐涂层等；也可以用于保护水泥制品等。
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2。涂装可采用浸涂、刷涂和喷涂工艺，性能稳定，使用方便，无 公害。该涂料有 A、B 组分组成，A 组分为环氧树脂、片状锌粉
理则会进一步增加涂料的粘附强度。具体表面处理方法如砂纸 打磨、酸洗处理、冷磷化处理、偶联处理等［6］。不仅具有耐酸碱、
等，各种涂膜助剂组成；B 组分为固化剂等。其配方设计见表 3。 盐等化学介质腐蚀的特有功能，还具有耐油、耐水、防寒、抗老
4）用量少 相同涂覆面积、相同防腐性能，涂料中片状锌 粉用量为球状锌粉用量的三分之一。
"#! 涂液的组成分及作用
1）环氧树脂 环氧防腐涂料是以环氧树脂为主要成膜物 质，其主要特性［4］如下：
（1）极好的附着力 环氧树脂结构中含有不易水解的脂肪 羟基和醚键，相邻界面之间能产生电磁引力。另外，在固化过程 中活泼的环氧基和介质表面特别是金属表面上的游离键起反应 而形成牢固的化学键，从而使环氧树脂层获得极好的附着力。
表 3 涂料配方设计
化、抗紫外A 组l分 2
3
1 B 组分
2
组成
质量比
环氧树 脂 E-44 与 二 甲 苯、丁 醇（7：3）配 成 60% 的溶液
其他颜填料
20 ~ 30 2~4
超细鳞片状锌粉或锌铝粉
聚酰胺 650 # 树脂与二甲苯、丁醇（7：3）配成 60% 溶液 其他助剂
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
SURFACE TECHNOLOGY
Feb. 2005
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应用技术
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［收稿日期］2004 - 11 - 09 ［作者简介］于晓辉（1981 - ）；女，满族，河北三河人；硕士研究生；研究方向：材料腐蚀与防护；
53
于晓辉等 鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制 ##################################################################
溶的原则。
（2）溶度参数相近原则。
（3）溶剂化原则 高分子聚合物和溶剂接触时相互产生作
图 1 鳞片状锌粉扫描电镜图
主要技术指标见表 1、表 2。
表 ! 化学指标
规格
! "
化学成分
全锌 / % 金属锌 / % 铅 / %
!98 !97
!96
"0 . 15
!95
"0 . 15
铁/% "0 . 02 "0 . 02
! 鳞片状锌粉的技术指标
本研究以 HD-ZA 型鳞片状锌粉为主要填料开发高耐蚀非 水溶性锌基涂料，昆明理工恒达表面技术公司拥有自主知识产 权生产的 HDZ 系列鳞片状锌粉（如图 1 所示）和锌铝合金粉，采 用先进工艺，二次分级，严格控制粉末粒度分布范围，产品具有 粒度均匀，片状化好等优点。HDZ 系列片状锌粉、锌片浆是富锌 涂料、达克罗涂料的主要原料。鳞片状锌、铝粉具有球状粉不可 比拟的优点：
1）膜层致密 片状锌粉在涂膜中平行交叠排列，呈落叶状 平铺于被涂金属表面，表面致密、无空隙，大大减少了水和腐蚀 介质在涂膜中的渗透。
2）抗沉降性强 片状锌粉有较大的比表面积，通过表面改 性后具有较好的漂浮性，在涂料中不易沉淀。
3）涂层厚度薄 片状锌粉径厚比大（100/1），涂层厚度远 小于球状锌粉配制涂液。
第 34 卷 第 1 期
表面技术
Vol . 34 NO. 1
2005 年 2 月
SURFACE TECHNOLOGY
Fe . 2005
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涂料成本低，片状锌基合金粉用量仅为能球状锌粉用量 1/3 ~ 1/ 能，在金属表面使用可带锈操作，如在涂装前对机体进行表面处
选用颜填料的主要成分为鳞片状锌粉。 4）助剂 助剂是环氧防腐蚀涂料生产、储存、涂装和应用
不可缺少的组分之一。最主要的助剂为固化促进剂。环氧涂料 在交联的过程中，固化促进剂起着相当重要的作用。它可以降 低固化反应 温 度、加 快 固 化 速 度、降 低 固 化 反 应 放 热 峰［5］。 此 外，其他助剂对改善环氧涂料的性能也起着重要作用。如：表面 活性剂、流变调节剂、稳定剂、增韧剂、偶联剂等。本研究选用的 固化剂为 650 # 聚酰胺。
0引言
防腐蚀涂料是现代工业、交通、能源、海洋工程等部门应用 极为广泛的一种功能（ 特种 ）性涂料。按其涂料膜层的耐腐 蚀程度和使用要求 ，通常将防腐蚀涂料分为通用型（ 或轻型 ） 和重防腐型两类。环氧树脂用于防腐已有几十年的历史，它不 仅具有优良的防腐性能，并有较好的耐磨性，与金属、非金属材 料的附着力较强，还具有堵漏、防渗等作用，具有施工费用低、速 度快等特点，广泛应用于国民经济各个部门。重防腐环氧涂料 是以环氧树脂为基料 . 固化剂为乙组分的一种双组分防腐涂料， 其防腐性能是其它普通防腐涂料不能比拟的。普通涂料由于涂 层较薄，仅 20 ~ 50!m，较难形成完整无孔的膜，生产过程中不可 避免会损破膜层，故在强腐蚀介质和冲击、振动、温差大的设备 和环境中使用受到限制。而且防腐材料与保护物的附着力，直 接影响使用效果［1］。
YU Xiao- hui，ZHU Xiao- yun，GUo Zhong- cheng，LoNG Jin- ming （Center of New Materiais and Surface Engineering Research & Deveiopment，
Kunming University of Science and Technoiogy，Kunming 650093，China） ［Abstract］ The deveiopment of heavy duty coating was described，the merits and the nature of the coating were introduced as weii . Fiake zinc powder and the index of fiake zinc powder were introduced . The composition of fiake zinc powder based of heavy duty anticorrosive epoxy coating was described，and function of each composition was introduced . The formation of anticorrosive epoxy coatings was described as weii . At iast the merit and index of anticorrosive epoxy coatings were discussed . ［Key words］ Fiake zinc powder；Epoxy coating；Zinc rich coating；Anticorrosive coating；Performance index
表 " 鳞片状锌粉技术指标
镉/% "0 . 06 "0 . 06
用，当作用力大于聚合物分子间的内聚力时，则可使聚合物分子 彼此分离而溶于溶剂中。
（4）溶剂的挥发速度 可以调节涂料的施工黏度、满足涂 装要求。
（5）反应性。防腐蚀涂膜内残留的溶剂越少越好。 本研究选用的溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶剂。 3）颜填料 根据腐蚀介质的性质选择颜填料。如对于防
（2）具有优异的耐腐蚀性能 环氧树脂固化涂层含有稳定 的苯环、醚键等，结构致密，漆膜对金属附着力好，结构气孔小， 所以耐腐蚀性极好。
（3）具有良好的机械性能 因环氧树脂固化涂层结构中刚 性的苯核和柔 性 的 烃 键 交 替 排 列，刚 柔 结 合，使 涂 层 坚 硬 而 柔 韧。
（4）高度的稳定性 环氧树脂本身是热塑性的，不加固化 剂不会固化，也 不 会 受 热 变 化，所 以 环 氧 树 脂 具 有 高 度 的 稳 定 性，放置一二年也不会变质。
富锌涂料是 当 前 我 国 重 防 腐 蚀 涂 料 体 系 中 常 用 的 底 漆 之
一。它的防腐蚀作用是，在腐蚀环境中腐蚀牺牲锌粉而保护钢 铁，即便涂层表面有损坏或划伤也会自我修复。因此，欲使涂膜 导电发挥牺牲阳极的作用，涂膜中就要求含有大量的锌粉粒子， 它们相互接触，并和钢基体也保持电接触［2］。理论上讲，富锌底 漆的缓蚀机理类似于连续电镀膜。美国 SSPC 油漆规定，201 号 有机富锌漆中锌粉含量至少为干膜重量的 77% ，而德国则要求 至少占总固体分的 85 . 4%（重量）。然而，如果涂层中锌粉含量 过高，涂层就易多孔，引起横向共聚破坏（分层），富锌涂料上若 再涂覆其他高 固 体 分 面 漆，便 会 使 面 漆 生 成 气 泡 的 倾 向 增 加。 锌是一种重金属，在生产和配制涂料时，分散较为困难，保存时 易发生沉淀和结饼，虽然可采用锌粉分包装来解决，但在应用时 仍很容易沉淀，需要不断搅拌才能保证形成的漆膜中锌含量与 配方设计的一样。另外，若为了增强涂层的防蚀能力而加厚涂 膜，便会使涂层 在 干 燥 过 程 中 产 生 收 缩，从 而 易 出 现 裂 纹 的 倾 向，这在无机富锌涂料中尤为明显。涂膜的裂纹会导致涂膜直 接剥落，而使防蚀效果明显降低［3］。
40 - 55 20 ~ 30 0.2 ~ 0.5
鳞片状锌基环氧富锌重防腐涂料的研制
于晓辉，朱晓云，郭忠诚，龙晋明 （昆明理工大学新材料与表面工程研究开发中心，云南 昆明 650093）
［摘 要］ 环氧富锌涂料具有良好的耐蚀性能，广泛应用于重防腐体系。简要介绍了重防腐涂料的应用和特点。讨