【地坪网资讯】摘要：开发了一种以低黏度双酚F环氧树脂树脂为基料，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，其具有厚涂、固化速度快、耐磨性优异、附着力强、耐盐雾性优异等特点，适用于长输管线的弯管防腐、补口，海洋工程构筑物及地下管线穿越管线的重防腐蚀。

　　关键词：耐磨；无溶剂；环氧防腐涂料

　　0.引言

　　溶剂类防腐涂料在 成膜过程中，由于溶剂的挥发易形成针孔、缩孔等弊病，使水、氧气及腐蚀介质产生渗透造成膜下腐蚀。腐蚀产物膨胀使涂层破裂，介质沿涂层向四周扩散，致使涂 层成片脱落，涂料失去防腐的作用。无溶剂型防腐涂料因无溶剂挥发，可消除涂层针孔，提高抗渗透性和耐腐蚀性能，避免溶剂挥发造成的资源浪费，减少对环境的 破坏。无溶剂环氧及改性防腐蚀涂料具有固体含量高、一次成膜厚、附着力优异、抗渗性能好、耐酸碱盐溶液、耐水、耐原油、柴油、汽油、溶剂等腐蚀等特点 [1]。本研究利用低粘度双酚F环氧树脂为基料，添加高耐磨颜填料及助剂等，以改性脂肪胺为固化剂，开发出一种具有厚涂、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的无溶剂环氧防腐涂料。

　　1.实验

　　1.1原料

　　双酚F环氧树脂：Dow公司；增韧剂：卡德莱公司；改性脂肪胺固化剂：空气化工产品公司；二氧化钛（R930）：日本进口；600目碳化硅、400目石英粉：市售；425目绢云母粉：滁州格锐公司；硅烷偶联剂：南京经纬化工有限公司；消泡剂、分散剂：德国BYK公司；气相二氧化硅：德固赛公司。

　　1.2实验方法

　　1.2.1涂料的配制

　　首先将低黏度双酚F环氧树脂和增韧剂按比例混合均匀，在高速分散机搅拌的过程中，按比例依次加入二氧化钛、碳化硅、石英粉、绢云母粉、分散剂、硅烷偶联剂及气相二氧化硅；混合搅拌后，用锥形磨研磨两遍；在高速分散的条件下，将消泡剂加入，高速分散30min，即得涂料成品。涂料配方如表1所示。

　　1.2.2样板及试棒的制备

　　将配制好的涂料按比例与固化剂混合均匀，按照相应国标及行标SY/T0315—2005≤钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准≥制备试板与试棒。该涂料一次成膜厚度可达到1mm。

表1 涂料配方

　　1.2.3性能测试

　　涂料及涂层的理化性能按相应的标准进行测试，测试结果如表2所示。

　　表2 涂料及涂层的性能指标

　　2.结果与讨论

　　2.1成膜物树脂的选择

　　在该涂料体系中，选择的主成膜物双酚F环氧树脂除具有双酚A环氧树脂的一切优良 特性外，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，固化漆膜后的力学性能更佳，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。由于双酚F环氧树脂价格要比双酚A环氧树脂高，在综合考虑涂料成本与性能的基础上，经过试验确定树 脂含量占总量的35%～50%时，性价比最高。

　　2.2固化剂的选择

　　无溶剂环氧涂料系双组分涂料要求所用固化剂与树脂组分成膜后的涂层具有长期抵抗外界机械磨 损和化学腐蚀的良好性能，因此，固化剂及交联固化效果是决定涂层性能的关键。长输管线的补口涂料及弯管防腐涂料要求在保证防腐性能的基础上，实干时间要 短，一般要小于5h。根据上述要求，选择了Ancamine改性脂肪胺，该固化剂具有常温黏度低、干燥速度快、在涂层中有良好的分散性、硬度上升快的特 点，减少与空气中二氧化碳反应生成氨基甲酸盐的机会，从而避免油雾面；固化后的漆膜强度高、柔韧性好、耐化学品性优异。根据试验结果，新研制的涂料实干时 间仅为3h。

　　2.3颜填料的选择

　　颜填料的品种和用量对涂料的稳定性、涂层的耐腐蚀性能和物理机械性能有很大的影 响，合理地选择颜填料，是高性能防腐蚀涂料配方设计的重要环节。高性能防腐蚀涂料所用颜料和填料必须在各种腐蚀介质中有优良的耐蚀性能。鳞片状填料能屏蔽 水、氧、离子等腐蚀因子的透过，切断漆膜中的毛细孔。互相平行交叠的鳞片在漆膜中起到迷宫效应，延长腐蚀因子渗入漆膜的途径，提高涂层的防腐蚀能力。因此 鳞片填料对于大幅度提高重防腐蚀涂料的耐蚀性能起到了关键作用。基于上述原则，选择了添加石英粉、碳化硅等填料，大大提高漆膜的耐化学腐蚀性及耐磨耗性 能，耐磨性（落砂法）达到4L/μm；添加的绢云母粉具有径厚比大、优良的绝缘性、耐磨性和韧性，在各种化学腐蚀介质中完全惰性，同时可以防止涂料中石英 粉等重质填料的沉降及在涂装过程中的流挂，形成的涂膜具有优异的耐盐雾性及抗阴极剥离。

　　2.4增韧剂的选择

　　增韧剂作用原理是用增韧剂分子与环氧树脂分子之间相互作用代替环氧树脂分子链段间的相互作用，使涂层的玻璃化 温度降低，由此增加高分子化合物的韧性，改善涂层的脆性。为了满足涂料在厚涂层（干膜厚度大于1mm）状态下的耐弯曲性及耐冲击性，又不能对涂层的抗阴极 剥离性造成影响，经过试验对比，选择了卡德莱公司的腰果壳油改性环氧树脂增韧剂。该增韧剂的分子结构上既带有憎水性优异的长脂肪链、又含有耐化学腐蚀的苯 环结构及长脂肪链上的不饱和双键，这种结构保证了在有效降低体系黏度、增加体系韧性的同时，又能使涂层的其他理化性能保持不变，而且不会因此而降低漆膜的 耐腐蚀能力。在研制的涂料体系中，用量在5%左右时较为合适。

　　2.5偶联剂的选择

　　石英粉、绢云母粉等填料是影响漆膜耐腐蚀性能的关键，为了增加与树脂的粘接能 力，应当采用偶联剂处理，在树脂和鳞片之间形成化学键或氢键结合，达到屏蔽和抑制腐蚀因子迁移的目的。在该研究中，选择了硅烷偶联剂，改善了片状绢云母粉 等填料与树脂粘接性能，从而提高了涂层的抗渗性能和耐腐蚀能力。

　　2.6触变剂的选择

　　新研制的无溶剂防腐蚀涂料属厚浆型涂料，由于一次涂刷形成的涂层较厚（1mm以上），涂层在固化前流挂严重，因此，必须添加适量的触变剂，以改善涂料的沉降和涂层的流挂。常用的触变剂有氢化蓖麻油、有机膨润土和气相二氧化硅等。触变剂的加入量必须恰到好处，这样既能在低黏度时予以适当流平，但时间又不过长而避免产生流挂，在本研究中，通过实验，采用约2%的气相二氧化硅作为触变剂，并能起到防沉淀的作用，增加贮存稳定性。

　　2.7其他助剂的选择

　　由于该涂料是厚浆型涂料，在生产或涂料搅拌过程中进入涂料体系的气泡难以自行逸 出，故必须添加消泡剂。消泡剂必须具有减弱和消除泡沫稳定因素的能力，使用不当会产生副作用，除引起缩孔外，还会引起附着力降低、涂膜光泽下降等弊病 [2]。通过试验，选择了BYK公司的消泡剂，该类消泡剂具有添加量小、消泡效果明显的特点。分散剂是能够提高涂料分散体系稳定性的界面活性物质，能吸附 在颜料的表面，防止分散了的颜填料粒子再度形成有害的絮凝，故在该涂料体系中选择了BYK公司的分散剂，效果良好，使涂料具有良好的贮存稳定性。

　　3.结语

　　研制的厚涂耐磨无溶剂环氧防腐涂料，具有固化速度快、耐磨性优异、附着力强、耐 盐雾性优异及抗阴极剥离性良好的特点。按照SY/T0315—2005《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》测试的结果显示，性能达到标准要求，适用于 长输管线的弯管防腐、补口，海洋工程构筑物及地下管线穿越管线的重防腐蚀。