1 前 言
常规的混拼型酚醛环氧防腐涂料, 由于综合利用了环氧树脂和酚醛树脂的优良性能, 其涂层具有优良的机械性能和化学稳定性, 能耐中低温( >100 ºc ) 强酸、强碱和硫酸盐等介质的腐蚀, 对无机酸、有机酸、碱、盐、有机溶剂及热水较其它品种有更好的抗性, 因而其应用领域更为广泛。但由于该涂料所使用的酚醛环氧树脂是环氧树脂和酚醛树脂拼合而成的, 因而使用该涂料时需要高温(150~ 200) ºc 固化, 从而极大地限制了其实际应用。常温固化酚醛环氧树脂是由苯酚和甲醛制得的酚醛树脂与环氧氯丙烷反应生成的线型结构聚合物, 结构式为:

该树脂分子中含有较多的环氧基, 平均每个分子含有( 2.6~ 3.9) 个, 可与脂肪胺或脂肪胺加成物在常温下反应固化形成结构紧密的涂膜。该涂膜不仅具有冷拼型酚醛环氧树脂涂料的性质, 而且彻
底解决了冷拼型酚醛环氧树脂涂料因高温固化而受到的使用限制, 因而越来越引起科研工作者和使用者的重视。

2 实验部分
211 常温固化酚醛环氧涂料配方设计及生产工艺
21111 配方设计
( 1) 常温固化酚醛环氧树脂的选择: 根据实验目的, 在实验中选用了半固体、多官能基酚醛环氧缩水甘油醚, 如瑞士Giba 公司生产的EPN 1180、美国DOW 公司生产的DEN 438 等。EPN 1180、DEN 438 等属粘度适中的线型酚醛环氧树脂, 官能度约为316, 与特定的胺固化剂可用作室温固化涂料, 对溶剂具有特强的抵抗能力。
( 2) 常温固化酚醛环氧树脂固化剂的选择: 实验中选用脂肪胺或脂肪胺加成物作为常温固化酚醛环氧树脂的固化剂。根据涂料品种的应用领域, 选用不同的固化剂品种, 如所研制的涂料品种主要用于耐酸、碱、盐和热水等领域, 选用瑞士爱牢达生产的AralditeHZ 3776、XW 55、HZ 835 等品种,主要用于耐中低高度乙醇、无水乙醇或酒精等领域, 选用瑞士爱牢达生产的HY 943 等品种, 因为HY 943 的分子量较HZ 3776、XW 55 和HZ 835 更小, 其与酚醛环氧树脂的交联密度更大, 因而形成的涂膜耐介质特别是小分子介质更好。
( 3) 颜、填料的选择: 鉴于(1)颜料的防腐性能; (2) 酚醛环氧树脂与脂肪胺或脂肪胺加成物的固化物为实际无毒物; (3) 利于提高涂料的耐热、耐磨和耐久性; (4)利于涂料的贮存稳定性等原因。选用云母氧化铁、水合氧化铁红、磷酸锌、钛白粉、滑石粉、硫酸钡、中铬黄等作为该涂料的颜、填料。
( 4) 稀释剂的选择: 酚醛环氧树脂的表面张力较低, 当酚醛环氧树脂与脂肪胺或脂肪胺加成物混合时, 不能较好地混溶。传统的环氧树脂稀释剂溶解能力较低, 亦不能使两者的混合物溶解成真溶液, 涂刷时很难形成理想的涂膜, 因而必须在其中添加适量的、具有一定溶解能力的强溶剂, 如: 丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环己酮等, 使其混合液形成真溶液。为使溶剂挥发时, 酚醛环氧树脂与固化剂已发生适度的交联, 不致于出现两者析出的现象, 在研究环氧树脂稀释剂中添加了适量的甲基异丁酮、环己酮, 以提高稀释剂的沸点, 从而控制其挥发速度, 以便形成理想的涂膜。
( 5) 助剂的选择: 由于所制备的涂料固体含量较高, 因而对分散剂、消泡剂和流平剂等助剂的分散、消泡和流平提出了较高的要求。经过比较, 选用BYK ) P104S 作该涂料的分散剂, 德谦6800、EFKA 2723、EFKA 2020、BYK ) 055 等作该涂料的消泡剂, 德谦466、EFKA 3777 等作该涂料的流平剂。
( 6) 常温固化型酚醛环氧防腐涂料的配方, 见表1。

21112 生产工艺
A 组分生产工艺: 准确称取配方中所需的树脂和溶剂于调漆罐中, 搅拌使其完全溶解成均匀透明的树脂液, 然后称取部分树脂液与颜、填料于调漆罐中搅拌混合, 在三辊机上研磨至所需细度, 补加剩余的树脂液搅拌均匀, 过滤包装即可, 其生产工艺流程如下。

B 组分生产工艺: 准确称取配方中所需的固化剂和溶剂于调漆罐中, 搅拌使其完全溶解成均匀透明的树脂液过滤包装即可, 其生产工艺流程如下。

212 常温固化型酚醛环氧防腐涂料的性能
常温固化型酚醛环氧防腐涂料的常规性能及耐介质性能分别见表2、表3。

如表2 所示该涂料的常规性能完全满足使用要求。

涂时得到很高的干膜厚度( 100~ 400)um, 节省涂装时间, 减少涂装费用。在维修旧漆膜时很方便, 可以在醇酸和环氧等涂料上面覆涂, 对于热塑性的氯化橡胶涂料, 则要严格控制旧涂层厚度, 并且如果以后涂层有破损, 该处将会是涂层系统中一个薄弱点。
改性液态环氧树脂涂料, 使用内部增塑交联的环氧树脂和铝粉颜料, 固化剂采用芳香胺的DDM( 4, 4- 二胺基二苯基甲烷) , 是低处理表面涂料中的重要品种。与纯环氧涂料和碳氢树脂改性环氧涂料相比, 它的柔韧性相当好。在长期重涂性方面,它也要强于碳氢树脂改性环氧涂料。因为碳氢树脂改性涂料采用胺固化剂在低温高湿或通风不良的情况下, 有着胺起霜的问题, 会影响与后道涂层的附着力。
在暴露于外部环境6 个月的氯化橡胶涂料加上用醇酸面漆涂覆一半面积的试样, 分别用内部增塑环氧树脂涂料和碳氢树脂改性环氧涂料覆涂, 经过5 天的循环测试( 52 ºc/ 8h, 20ºc / 16h) 和2 天的浸水试验, 结果表明( 2~ 13) 个循环后碳氢树脂改性环氧涂料就开始出现漆膜缺陷, 而内部增塑环氧涂料在20 个循环后还没有出现问题。这说明使用内部增塑性环氧涂料可以涂覆于醇酸树脂涂料,
特别是氯化橡胶类涂料表面, 而不会引起明显的开裂, 多年来的实践也证明了这一点。
经喷砂处理后分别涂上内部增塑环氧涂料和碳氢树脂改性环氧涂料, 在长达18 个月的沿海环境暴露后, 碳氢树脂改性环氧涂料所表现出来的耐蚀性能要好得多。这意味着在实际使用中, 可以把碳氢树脂改性环氧涂料作为大气环境和浸水环境下的通用型涂料来使用。

4 结 语
高性能低处理表面涂料主要应用在工业防腐蚀的维修涂装方面, 包括桥梁、海上石油平台、石化厂等等。它使用在不可能进行高等级的表面处理,比如不能喷砂到Sa2.5, 而只能进行打磨St2/ 3 级的情况下, 仍然能够使涂料系统获得较高的防腐蚀效果。对于新发展的高压水除锈技术, 也是好的适应性涂料。从环保意义上来讲, 高性能低处理表面涂料不仅避免了喷砂等容易造成环境危害的作业手段, 而且在涂料的配方设计方面, VOC 含量也大大降低,特别是改性环氧涂料的体积固体分在80% 以上,VOC 降低到了200g/ L 左右, 甚至更低。