2.3 不同防锈颜料对防腐性能的影响
防锈颜料的主要功能是防止金属腐蚀，提高涂膜对金属表面的保护作用，防锈颜料的作用可以分为物理性防锈和化学性防锈，其中化学性防锈颜料又可以分为缓蚀性和电化学作用型两种。物理性防锈颜料是借助其细密的颗粒填充涂膜结构，提高了涂膜的致密性，起到了屏蔽作用，降低了涂膜的渗透性，从而起到了防锈作用，如氧化铁红、铝粉、玻璃鳞片等。氧化铁红性质稳定、遮盖力强、颗粒细微，在涂膜中可以起到很好的作用，其耐热、耐光性好，对大气、碱类和稀酸的作用非常稳定。硫酸钡是一种惰性物质，稳定性好，外观是一种致密的白色粉末，其吸油量低，耗涂料量少，具有填充性好，流平性好，不渗透等优点，并增加涂膜硬度和耐磨性。云母氧化铁的化学成分为三氧化二铁，有良好的化学惰性，在涂层中形成的鳞片排列，形成涂层内复杂曲折的扩散路
径，使得腐蚀介质的扩散渗透变得相当曲折，很难渗透到基材。
化学缓蚀的防锈颜料是依靠化学反应改变表面的性质或反应生成物的特性来达到防锈目的。化学缓蚀作用的防锈颜料能与金属表面发生作用如钝化、鳞华，产生新的表面膜层、钝化膜、鳞化膜等。这些薄膜的电极电位较原金属为正，使金属表面部分或全部避免了成为阳极的可能性，另外薄膜上存在许多微孔，便于涂膜的附着。如：三聚磷酸铝是一种白色粉末，微溶于水，不挥发，单位质量含有很高的活性基团，因此用量很少便可以产生有效的防腐蚀作用。溶出的三聚磷酸盐离子与金属底材的Fe2+和Fe3+形成螯合物，钝化金属底材表面，三聚磷酸盐可以解聚得到正磷酸盐，这种活泼的磷酸根能与被涂表面反应，形成坚硬的钝化保护膜。磷酸锌在水性体系中能形成碱式络酸盐，这种络合物可与涂料的极性基团(羟基和羧基)进一步络合，生产稳定的交联络合物，以增强涂膜的耐水性和附着力。同时它与Fe形成络合物，抑制锈蚀的形成和发展。由于快干水性变速箱车桥防腐涂料所用树脂是碱中和体系，呈碱性，所用颜填料和溶剂型有所不同，若选用偏酸性防锈颜料会使水溶性涂料酸性化，引起凝聚甚至破坏。因此所选用防锈颜料必须呈中性至弱碱性。
按照对防锈颜填料不同的搭配组合制漆后进行防腐蚀性能检测，不同颜填料体系对涂膜防腐性能的影响见表4。

根据表4试验结果，在快干水性变速箱车桥防腐涂料的配方中加入由磷酸锌-氧化锌-硫酸钡-三聚磷酸铝-云母粉构成的颜料体系，各组分间发挥较好的协同增效作用，使水分子要到达基材界面与钢铁发生腐蚀作用要绕多几倍的路程，这样防锈性和耐盐雾性等性能会大大提高，形成涂膜后有良好的耐腐蚀效果。
2.4 抗闪锈剂对涂膜耐腐蚀性的影响
由于溶剂型涂料不存在抗闪锈性，溶剂型涂料要想提高耐盐雾性好的方法是提高碳钢的钝化膜质量和涂膜的附着力，那么水性涂料的抗闪锈和耐盐雾也可以从这方面入手。由于在水性涂料干燥过程中发生了腐蚀现象如闪锈，它是钢铁表面与涂料中水的接触而引起的，因此在水性涂料的调制中加入缓蚀剂如抗闪锈剂，能避免该问题的产生，从而有效避免金属腐蚀。抗闪锈剂的加入可以显著地提高碳钢的钝化膜质量，在进行配方设计时，根据抗闪锈原理选用了能挥发且能迅速钝化碳钢的抗闪锈剂。这种抗闪锈剂不含亚硝酸盐等无机盐，而全部是挥发性的有机物，成分终全部挥发掉，这样在解决抗闪锈的同时不但不会影响涂膜的耐盐雾性反而能极大提高耐盐雾性能。通过试验在本配方的设计中添加上海昊昶的CE-660B抗闪锈剂，抗闪锈剂对涂膜耐腐蚀性的影响见表5。

2.5 水分子阻换剂对涂膜腐蚀性的影响
要想有非常出色的防锈和耐盐雾性，即使有了再好的树脂、防锈颜料、恰当的颜基比和湿附着力，还是会有一小部分水分子和氧分子能够穿过涂膜到达素材界面从而发生阴阳极反应，产生气体鼓泡和生锈，破坏涂膜的附着力，从而降低耐盐雾性能。水分子阻换剂的作用就是涂膜覆盖素材界面后能够与金属原子紧密结合，阻止水分子到达素材界面并与之结合，这样就降低了水氧原子与铁原子发生阴阳极反应产生气体鼓泡和生锈现象，能够显著提高耐盐雾和防锈性能。试验选用天成晟化学公司水分子阻换剂MHH-NH1000，水分子阻换剂对涂膜腐蚀性的影响见表6。

2.6 水性催干剂的选用
能够加速涂膜氧化聚合、干燥的化合物称为催干剂。催干剂的作用机理是：在干性油中含有少量的生育酚、棉酚等天然抗氧物，能阻碍干性油与氧结合，而催干剂能与天然抗氧物发生反应形成络合物，破坏了它的阻氧作用，缩短了干性油达到开始吸氧所用的时间。
由于水性涂料中存在大量的水，改变了涂料树脂的化学催干性质。在自由基反应中，水起到了链转移作用，大大减慢了自由基反应的速度。催干剂用于溶剂型涂料中，其所起的作用比在水性涂料中大。与同类溶剂涂料相比，水性涂料所用的催干剂用量要多。大多数溶剂涂料用0.02%～0.06%(相对树脂质量)即可干燥，而大多数水性涂料则需0.1%～0.15%(相对树脂质量)。为了加快涂膜的干燥速度，我们采用了更适合于水性体系的稀土类金属螯合物催干剂，并适当加大用量，对涂膜的干燥有很大的提高，见表7。

结果表明：水性催干剂的加入对水性变速箱车桥防腐涂料的表干和实干都有很大的提高，达到了快干的目的。
2.7 附着力促进剂的选用
涂膜与被保护基材之间可以通过机械结合、物理吸附形成氢键和化学键、互相扩散及静电作用结合在一起，附着力促进剂是通过提高涂膜与基材间的一种或几种作用力达到增加附着力的目的。
水性偶联剂能增加有机材料对无机底材的粘结能力，涂膜与底材的附着力增大后，能大大提高涂膜的抗起泡能力。有机硅偶联剂的通式为X3Si(CH2)nY，X基团是易水解的基团，Y基团是选择来与给定树脂发生反应的有机官能团。反应性硅烷偶联剂的X基团和无机底材的羟基(或底材表面的水层)形成氢键，然后缩聚而成氧丙环键。因此确定选用迪高的245附着力促进剂，添加后，X基团和无机底材的羟基(或底材表面的水层)形成氢键，然后缩聚而成氧丙环键。因此确定选用迪高的245附着力促进剂，添加后，提高了涂膜的附着力，见表8。

通过试验表明：添加附着力促进剂后对涂膜的附着力有很大的提高，通过试验确定添加量为0.2%～0.3%。
2.8 助剂的选择
2.8.1 湿润分散剂的选用
颜料和填料在水性树脂中的湿润分散是水性涂料生产的重要环节，一般认为，和溶剂型涂料一样，该环节有湿润、分散和稳定3个过程，但水具有表面张力和高介电常数等特性，使水性涂料的颜填料润湿分散有别于溶剂型涂料的颜填料分散。由于水的表面张力(72.8 mN/m)比有机溶剂的表面张力(二甲苯30 mN/m)大得多，所以颜填料在水中的湿润比在有机溶剂中湿润慢，并且困难。尤其是有机颜料，必须有湿润剂的帮助，降低水溶液的表面张力，才能使颜填料在水中达到良好和快速的湿润，因此必须选择恰当的湿润分散剂。当颜填料在湿润分散剂及外力的作用下，解聚或被粉碎成细小的颗粒时，分散剂化合物就开始选择性地吸附在其表面而使分散的微细颗粒产生稳定作用。湿润分散剂具有可改善颜填料的亲水-亲油平衡，有效地控制浮色，并能使颜填料均匀、稳定地分散于体系中，提高贮存稳定性。在本试验中选择了上海的SD-20润湿分散剂、迪高的760润湿分散剂作比较，通过大量的试验从分散效率及贮存稳定性上考察，终确定选用SD-20作为本试验的润湿分散剂。
2.8.2 消泡剂的选用
由于水性工业防腐涂料机械分散过程中，产生大量的气泡，湿润分散剂的加入也有气泡产生，如果处理不好，会造成涂膜缺陷，使涂膜呈现缩孔、针孔和鱼眼等弊病，使涂膜保护性能和装饰性能随之下降。因此必须选用适当的消泡剂，保证涂料有满意的应用效果。通常消泡剂用量很少，占涂料总量的0.01%～1%，通过试验确定了在本体系中能达到消泡效果的低用量，即使用量为0.3%，效果良好。本试验中，选用了迪高公司的K3消泡剂和上海的AST-80消泡剂，加入消泡剂后对气泡的消除很有效果，通过考察消泡效果，我们采用消泡剂的加入方式为研磨前后分两次添加，结果见表9。

试验结果表明：加入消泡剂的涂料在板面效果上要好于不加消泡剂的涂料，加K3消泡剂的消泡效果要好于加AST-80消泡剂的消泡效果。
2.8.3 防沉剂的选用
为使涂料产生触变性，达到防沉、防流挂的目的，试验选择了有机改性膨润土801-A及丰虹的HV-2水性膨润土。有机改性膨润土薄片上吸附着长链的有机化合物，因此它与涂料有良好的亲和性，片状结构的边缘含有氧和氢氧基团，分散在涂料中的薄片借助这些基团能够形成氢键，在涂料中形成立体的网状结构，赋予涂料一种结构黏度。在剪切速率存在时，氢键结构极易破坏，致使黏度降低，当剪切力消失时，氢键恢复，黏度再度增加。本试验中，为改善该涂料的防沉性能，我们采用添加有机改性膨润土801-A及丰虹的HV-2水性膨润土，加入防沉剂后对该涂料有很好的防沉、防流挂效果，对比结果见表10。

试验结果表明：加入防沉剂的涂料在贮存稳定性、流挂性上，要好于未加防沉剂的涂料，加HV-2水性膨润土的防沉效果略好于加有机改性膨润土801-A的防沉效果。
2.8.4 水性增稠剂的选用
水性涂料中加入增稠剂可增加其黏度，改善开罐效果、施工性和触变性，也可使涂料中颜填料沉淀较慢，而且沉淀松散，易搅拌均匀，防止颜色不匀，和湿润分散剂一起加入可保证涂料的贮存稳定性。综合各种不同类型增稠剂的特点、性能，也考虑到生产工艺方面的因素，本试验选用上海的(A-310)增稠剂和陶氏的缔合型增稠剂(RM-2020)，使水性防腐涂料的贮存性等综合性能得到提高。

3 结语
采用自制的水性环氧酯树脂，添加各种性能优异的防锈颜料，以及超细硫酸钡等填料，各种助剂，制备了性能优异的快干水性变速箱车桥防腐涂料，并对影响防腐性能的因素进行了探讨。该快干水性变速箱车桥防腐涂料具有下列优点：
(1)防腐性能优异。该树脂以环氧树脂为改性剂，增加了涂膜的附着力和防腐性能。涂膜憎水性好，粒径小(130 nm)且分布狭窄，涂膜致密性高，树脂合成过程中不采用乳化剂，不会产生有促进腐蚀作用的磺酸基或SO42-离子，因而本水性防腐涂料涂膜的防腐性能显著。
(2)干燥性好。本快干水性变速箱车桥防腐涂料的干燥方式为一方面是油性环氧酯部分的不饱和双键在金属催干剂作用下进行氧化干燥；另一方面是该树脂含有特殊的自交联官能团，在树脂成膜过程中能够进行自交联，形成立体网状的结构，表现为该涂料有很好的表干速度和实干速度。
(3)稳定性好。所用的水性环氧酯树脂具有较高的热稳定性，又选用惰性颜料为主要防锈颜料，涂料贮存稳定、冻融稳定性均佳。
(4)使用安全方便。本试验制备的快干水性变速箱车桥防腐涂料含少量助溶剂，可直接用水稀释，具有低毒、不燃、干燥快、施工安全、方便、效率高的特点。该涂料价格适中，可常温自干，也可低温烘干，用户使用后达到满意效果。
(5)施工方便，可常温自干也可低温烘干。
(6)应用前景广阔。