防锈增强型无溶剂环氧防腐涂料的研制
谢亦富 张 虎 李国荣 冯 俊 郭达晨 刘其海 （广州秀珀化工股份有限公司，广东广州 511495）

0 引言
近年来，随着国家对绿色生态技术的重视及人们环保意识的增强，环境友好型高性能防锈防腐涂料已成为防腐涂料技术发展的重要方向和研究热点。防锈颜料是防锈防腐涂料的基本成分之一。传统防锈颜料可分为活性类与惰性类。惰性颜料在涂层中充当填料仅起屏蔽作用而不起化学作用，且不受气候的影响，如氧化铁红、铝粉、石墨等。而活性颜料通过在被保护的金属表面上形成钝化膜，或形成金属皂来阻止腐蚀，如红丹、锌铬黄、氧化锌、碱性碳酸铅等［1］。红丹和铬酸盐颜料虽然防锈效果良好但都有毒性。红丹会使人铅中毒，并损伤孩童智力；六价铬盐致癌，已被欧美各国禁用，而在铲除该类旧漆皮时，必须用大幅幕布将整个物体包封，收集旧漆皮以免铅铬屑落入江水或土壤中［2］。鉴于含铅、铬防锈颜料对环境产生严重污染并危害人类的健康，采用环境友好型复合防锈颜料替代传统防锈颜料已成为研制环保型防锈防腐涂料的重要手段。另外，无溶剂化和水性化也已成为环保型防锈防腐涂料的研发方向。
环氧涂料是目前世界上重要、应用广泛的防腐涂料品种之一［3］。其中，无溶剂环氧防腐涂料具有诸多优点，如对多种基材具有极佳的附着力、固化后涂膜的耐腐蚀性和耐化学品性优异、涂膜收缩性好、硬度高等，特别是其无VOC（挥发性有机化合物）排放，不造成环境污染，符合环保要求［4-5］。无溶剂环氧防腐涂料的突出优势还表现在该混合体系可以室温固化，固化时间合理，固化剂添加量宽且可调。本文以环氧树脂为基料、以聚酰胺为固化剂、采用复合无毒环保防锈颜料并配以硅钛防锈增强剂，制备了一种环境友好型无溶剂环氧防腐涂料。讨论了颜料质量分数、固化剂种类及用量、活性稀释剂用量、流变助剂、不同环保防锈颜料组合、硅钛防锈增强剂对涂料性能的影响。

1 实验部分
1.1 原材料
聚酰胺固化剂：Versamid 140、Versamid 115、Versamid 125，德国科宁；环氧树脂：EPON-828，壳牌；活性稀释剂：XY748，安徽恒（新）远化工有限公司；颜填料：铁红、改性三聚磷酸铝、绢云母、钛白粉；防锈增强剂；助剂：毕克、海明斯；非活性稀释剂：NX-2020，卡德莱。
1.2 涂料配方
涂料配方见表1。

1.3 制备工艺
A 组分制备工艺：先将部分环氧树脂与消泡剂、分散剂混合均匀，然后加入颜填料，经砂磨机研磨至细度合格，制得色浆。在搅拌状态下，向色浆中加入配方中剩余量的环氧树脂、闪蚀抑制剂、触变剂及流平剂，搅匀，过滤。
B 组分制备工艺：将配方量的聚酰胺固化剂与非活性稀释剂搅拌均匀。
1.4 涂膜性能测试
漆膜硬度测试参照GB/T 673 ；马口铁上的附着力测试参照GB/T 1720—1979 ；漆膜柔韧性测试参照GB/T 1731—1993 ；耐冲击性测试参照GB/T 1732—1993 ；耐盐水浸泡试验参照GB/T 1763 ；耐盐雾试验参照GB/T 1771—2007。

2 结果与讨论
2.1 颜料用量对涂膜性能的影响
以EPON-828 环氧树脂、XY748 活性稀释剂和环氧固化剂Versamid 140 为基料，颜填料选用铁红、绢云母、防锈增强剂和改性三聚磷酸铝［6-7］，考察了颜料用量对涂膜性能的影响，结果见表2。

颜填料的加入可影响涂膜固化过程中产生的内应力，内应力又是影响涂层附着力的重要因素。随着颜填料的加入，平衡了涂膜固化过程中产生的收缩内应力，提高了附着力，改善了漆膜的柔韧性；继续增加颜填料的用量，导致颜填料不能被树脂全部包裹，进而使涂料的物理力学性能下降。综合考虑，选择颜填料质量分数为30%~40% 为宜。
2.2 不同环氧固化剂的影响
采用德国科宁 Versamid 系列固化剂进行试验。Versamid 固化剂是一种二聚体脂肪酸与聚酰胺反应形成的活性聚酰胺树脂。它可与环氧树脂反应，在室温下固化形成具有优良柔韧性和各种抗性的热固性涂膜。配方中其他因素不变，采用不同的Versamid 环氧固化剂，试验结果见表3。
表3 固化剂类型对涂膜性能的影响

由表3 可见：各种环氧固化剂制得的漆膜都有极好的附着力和物理机械性能，盐雾试验的破坏主要表现为起泡。防起泡效果的顺序为Versamid140>Versamid 115>Versamid 125。综合考虑，选择Versamid 140 作为固化剂。