0 引言
Zeno.W 威克斯［1］在《有机涂料科学和技术》一书中，把富锌底漆定义为“是用不完整的涂层对钢件进行保护的另一种方法。”富锌底漆既然是不完整的漆膜，锌的体积固体分超过临界颜料体积浓度（CPVC），以保证锌粉粒子之间和锌粒与钢件之间的良好电接触。当颜料体积浓度（PVC）超过CPVC 时，则漆膜多孔，容许水通过，完成了电通路。因此计算富锌底漆的PVC 和CPVC 对分析环氧富锌底漆的性能十分重要。

1 实验部分
1.1 正交试验
首先采用正交试验的方法，通过调整环氧树脂、固化剂、锌粉、防锈填料的用量，观察这些变量对环氧富锌底漆防腐性的影响，并进行较系统的比较分析，希望能更好地理解环氧富锌底漆配方。
采用 L9（3）4 正交表，4 因子、3 水平进行9 个试验。为了确定锌粉和几种填料的合适比例，我们对钛铁粉、磷铁粉、908 填料分别用相同的3 个L9（3）4 正交表，即进行27 个试验，对所得数据进行横向和纵向的比较，以便得出多种因子对环氧富锌底漆性能的影响。
4 因子：（A）环氧树脂用量、（B）锌粉用量、（C）填料用量、（D）不同固化剂 。
3水平：60%E20环氧树脂用量：20%、25%、30%；锌粉用量：60%、33%、20%； 填料用量：3%、6%、9%；固化剂：3 种类型环氧固化剂。在各配方中助剂相同，调整适量的溶剂。通过耐盐雾性、耐盐水性及耐水性来评价各因子对环氧富锌底漆防腐性的影响，初步结果是：
正交表1 优配方为：A1B1C2D1，即环氧树脂用量20%、锌粉用量60%、钛铁粉用量6%、固化剂1。
正交表2 优配方为：A2B1C1D1，即环氧树脂用量25%、锌粉用量60%、钛铁粉用量3%、固化剂1。
正交表3 优配方为A1B2C2D2，即环氧树脂用量20%、锌粉用量33%、钛铁粉用量6%、固化剂2。
数据表明：环氧树脂和锌粉的用量对环氧富锌底漆的耐盐雾性影响大，其用量分别为20% 和60% 好，此时锌粉约占干膜的75% 左右。虽然选用3 种不同的防腐性填料，并采用3 个水平的用量，但对环氧富锌底漆的耐盐雾性影响较小。从试验结果分析，3种防锈填料中磷铁粉效果好于钛铁粉、908 填料（也是一种改性的磷铁粉），这是因为磷铁粉的导电性较好。在所有27 个配方中，固化剂对环氧富锌底漆的耐盐雾性影响小，可能是固化剂用量少的缘故。在观察样板防腐效果时，通常出现的漆膜缺陷是起泡和生锈，有的配方（一般是防锈填料多而锌粉少）不易起泡，但易生锈；有的配方（一般是锌粉多）相反，不易生锈，但易起泡。按HG/T 3668—2000《富锌底漆》标准，漆膜厚度应严格控制在20~25 μm。季瑞峰等人［2］对多种不同厂家生产的环氧富锌底漆试样进行测试，表明膜厚控制在20~25 μm 情况下，很难达到HG/T 3668—2000《富锌底漆》耐盐雾性标准（72 h 不起泡、不生锈）。欲达到该标准，应通过调整富锌底漆的PVC 和CPVC 来解决。
1.2 环氧富锌底漆PVC计算
用密度计测得60%E20 环氧树脂液密度1.051，环氧稀料密度0.865，求得E20 环氧树脂密度1.223，锌粉和磷铁粉密度分别为7.06 和6.8，固化剂密度0.9。根据此数据算出正交试验1~9 号环氧富锌底漆的PVC，见表1。

 
尽管1-1#、1-4# 和1-7# 锌含量都在70% 以上，漆膜厚度20~25 μm 情况下，仍不能通过HG/T 3668—2000《富锌底漆》耐盐雾性标准（72 h 不起泡，不生锈）。
1.3 增大锌粉质量分数提高PVC
根据正交试验结果重新设计4 个环氧富锌底漆配方，即环氧树脂用量在20% 以下，锌粉质量分数为60%~50%，PVC 约50%，见表2。4 个配方和市售环氧富锌底漆的试样同时进行耐盐雾试验，漆膜厚度20~25 μm。

耐盐雾试验结果表明：24 h 后都开始起小泡，市售环氧富锌底漆试样也同样起泡；240 h 后市售环氧富锌底漆试样和1#、4# 试样耐盐雾划痕处都未生锈。这说明耐盐雾生锈取决于锌粉含量，要想耐盐雾不生锈，干膜中锌粉含量应＞ 65%。然而环氧富锌底漆耐盐雾起泡主要与PVC 有关，推测PVC 在40% 以下，而上述1#~4# 试样PVC 都在44%~51%。
1.4 降低PVC
为解决环氧富锌底漆耐盐雾起泡问题，降低PVC，设计5#~8# 配方。5#~8# 环氧富锌底漆耐盐雾试验结果见表3。
                                                          表3 环氧富锌底漆耐盐雾试验结果

注：① 5# 曾送检，通过96 h 耐盐雾试验；②锌粉+ 铝粉。