水性环氧树脂体系对金属防腐底漆耐盐雾性的影响

水性环氧树脂体系对金属防腐底漆耐盐雾性的影响

为适应国家环保政策的要求，涂料水性化已是大势所趋，各大涂料厂家都在不遗余力的加大开发力度，很多厂家均有成型产品出售。水性金属防腐底漆已经在很多工程设备制品上得到了应用，但水性环氧及固化剂均以进口品牌为主，主要是基于国内产品的耐盐雾性和稳定性同进口品牌尚有一定的差距。

水性环氧体系如何影响了防腐底漆的耐盐雾性？

水、氧和离子是盐雾腐蚀的三要素。金属防腐涂料作为薄薄的一层高聚物涂膜，通过对水、氧和离子的阻止和隔断，从而起到防止底材金属腐蚀的效果。而树脂固化体系对耐盐雾性起着关键性的作用。

一、体系的固化交联度

固化度越高，交联点就越多，所形成的高分子涂膜越致密，水、氧和离子透过防护涂层的可能性就越小；固化度越高，涂膜的耐热性越好，被水浸润的抵抗涂膜变形的能力就越强，起泡的可能性就越小；合适的交联度，使体系粘附能力提高，反应形成的羟基跟底材形成氢键合结构，有利于阻止水、氧和离子的侵入。

二、环氧乳液的影响

1、乳化剂类型的环氧乳液含较多的单官能团或增塑型乳化剂，降低了体系的交联密度和机械性能、耐热性和附着力，形成的涂膜相对缺陷较多。而自乳化环氧为双官能团的环氧树脂结构，增韧了固化体系，对固化物强度影响较小。

2、环氧乳液的乳胶粒子的大小。

乳胶粒子以分子抱团的颗粒形式存在，外层亲水基接触水性固化剂反应后具有疏水性，内层环氧难以进一步接触到水性固化剂，继续反应的可能性下降，固化物的交联度下降，水、氧和离子透过的可能性大增，所以接近纳米级的自乳化环氧具有更高的交联度。

3、固化体系的柔韧性。

柔韧性（而不是增塑型）的环氧固化物具有更强的剥离强度和附着力，可舒缓因水分和溶剂挥发收缩产生的应力，可有效阻止水、氧和离子从界面通过，从而提高耐盐雾性。

4、环氧乳液的稳定性

放置一定时间后，乳胶粒子分层或返粗，导致配比不准确或固化度下降，影响了涂膜的耐盐雾性能。而自乳化环氧则有所不同，相比乳化剂类型，具有更强的抗沉性和粒子稳定性，即使出现乳液分层现象，稍微搅拌就能恢复到出厂时的状况。

5、离子含量。离子含量直接影响涂膜的耐盐雾性能，水性环氧中离子含量要低，配方中也需要添加去离子水。

三、固化剂的影响

1、亲水性和疏水性的统一。

既要与水混溶，用水调节粘度，又要在固化后能避免水的影响；既要求固化前较好的亲水性，又要求固化后较强的憎水性。这是一个矛盾的综合体。过强的亲水性虽成膜性好，但固化物憎水性不够，腐蚀因子透过的可能性增加；过强的疏水性导致体系混溶性变差，乳胶离子粗大，交联度下降，涂膜致密度不够。MH-6618属于脂环胺改性水性固化剂，水分散性好，加水轻微搅拌直接形成稳定的乳液，乳胶粒子小，配合环氧乳液能形成致密的涂膜，因此具有较高的耐盐雾性。

2、涂膜刚性和韧性的辩证统一。

一般盐水浸润的涂膜塑性增强，耐热和硬度均下降明显。

首先体系固化后跟金属底材附着力要好，剥离强度高，又要具备一定的刚性和盐水浸润条件下的抗变形能力。过高的耐热和硬度影响涂膜附着力，过强的柔韧性又会导致变形能力增强，起泡的可能性大增。所以，固化体系需达到刚柔相济的效果。

3、交联密度

多个交联点的分子结构有利于提高体系的交联密度，有效阻止腐蚀因子通过。

4、憎水基的相对数量

憎水基越多，固化物就会形成荷叶效应，水分被排斥，通过涂膜的可能性就小。

5、亲水基的相对数量。

亲水基越多，HLB值就越大，跟水的相容性就越强，水分被亲和，容易透过腐蚀因子，起泡和腐蚀的可能性大增。所以一般亲水性好的固化剂，其耐盐雾性往往大打折扣。如我司MH-6605是一个特殊的分子结构，既具有极好的亲水性，固化物又具有极佳的憎水性，故盐雾实验时起泡的可能性就小。

6、离子含量

离子含量高，尤其是阳离子透过涂膜，导致涂膜起泡，直接影响涂膜的耐盐雾性。

四、固化反应

1、交联密度。较高的固化温度和时间可提高交联密度。

2、空气湿度的影响。

空气湿度影响水分的挥发，凝胶后未挥发完全的水分残留在涂膜中，后续挥发出来后形成了孔洞，为腐蚀因子提供了通道，耐盐雾性会相应下降。

凝胶前水分挥发得越充分，界面膜消失得越充分，涂膜的致密性就越好，耐盐雾性能就越好。

3、乳液和固化剂的混溶性

二者混溶性好，形成的涂膜越致密。乳液和固化剂相互乳化的效果，有利于提高二者的混溶性。

4、乳液和固化剂的配比。

如固化剂为水溶性的，则适当加大环氧的用量；如固化剂为乳液型的，二者的配比范围影响不大。

5、漆膜成型后的破乳时间。

随着水分和有机溶剂的挥发，乳液破乳后开始反应，形成不溶于水的高分子，排挤残留水分。一般亲水型固化剂跟水一起附着在环氧乳胶离子周围，可以直接进攻乳胶粒子，导致破乳，在水分挥发前发生反应，故凝胶较早，水分残留量和界面膜较多，耐盐雾性受到影响；而乳液型固化剂跟环氧乳液一样，以乳胶粒子形式分散在水中，二者的接触需突破两层界面膜，所以操作时间较长。往往需要水和溶剂挥发后期，才破乳接触发生反应，进一步排挤水分。这样形成的涂膜水分残留量和界面膜较少，反应更加充分，交联度更高，耐水性和耐盐雾行更佳。故破乳不宜过早，尽量发生在溶剂和水分挥发后期，效果更佳。总之，加快水和溶剂的挥发速度，采用慢固化的环氧体系，可以提高耐盐雾性能。

水作为溶剂，对底漆的耐腐蚀性、耐盐雾性造成了较大的影响，这点毋庸置疑，所以业界有专家对水性环氧在工业防腐涂料尤其是重防腐涂料的的应用持悲观态度。只要二者分子结构尤其是固化剂的分子结构设计适当，体系的HLB值恰到好处，接近油性底漆的耐盐雾性能是完全可能的。采用我司自乳化环氧乳液（EP848.EP750）配合我司水性固化剂（MH-6605，

MH-6616,MH-6618）,制作成清漆在膜厚《10微米的情况下，添加适当硅烷偶联剂，中性盐雾试验500小时，表面未出现起泡，划线处腐蚀《1毫米。如配合防锈颜料和相应助剂，通用配方的工业防腐涂料能达到》1000小时的耐盐雾性能。如添加石墨烯或者玻璃鳞片等特种防锈颜料，能大幅度延长涂料的耐盐雾时间。

参考资料：水性防腐涂料耐厌恶型研究曾凡辉陈红梅谢续江（株洲时代电器绝缘有限公司）湖南 412000

长沙新德航化工有限公司卢学军