TO 树脂重防腐涂料的研制
魏向阳1 叶建明2 裴达乾1 郭 炜1 祝红良1
（1. 江苏荣昌化工有限公司，江苏扬中 212221 ；2. 浙江金鹏化工股份有限公司，浙江台州 318000）

TO 树脂重防腐涂料以桐油等植物油为主体原料，极性橡胶作内增韧剂，利用顺酐等含不饱和双键的化合物共聚改性，冷拼带环氧基的高分子化合物，再加入多种功能性助剂和混合型固化剂等配制而成，是一种新型快速固化重防腐涂料。

1 实验部分
1.1 原材料与仪器
1.1.1 原材料
桐油，蓖麻油，市售；顺酐，分析纯，市售；环氧树脂6101，604，江苏三木；二甲苯，工业级，市售；氧化锌，分析纯，市售；氢氧化钾，分析纯，市售；乙醇，工业级，市售；三乙醇胺，工业级，市售；二甲基咪唑，工业级，市售；防锈颜料，工业级，市售。
1.1.2 实验仪器
电炉；电动搅拌器；温度控制仪；四口烧瓶；
电子天平；柔韧性测定器；漆膜冲击试验器；盐雾箱；
划格器；马口铁板。
1.2 试验方法
1.2.1 桐油酸酐（TOA）的制备
将配方量的桐油倒入装有高速搅拌器和加热装置的四口烧瓶中，通入氮气，升温到120℃，脱水0.5 h左右，降温至60℃，一边搅拌一边慢慢加入顺酐，自动升温到170℃，维持反应0.5~1 h。
（1） 溶解度测定
将制得的桐油酸酐与甲苯按质量比1∶1 混合，所得溶液透明澄清即可。
（2） 酸值的测定
TOA 酸值= 总酸值- 游离酸值
反应产物中总酸值的测定：称取0.2 g 反应产物4份，分别用丙酮、吡啶、丙酮+ 水5 mL、吡啶+ 水5 mL作溶剂，溶解后降至室温，放置30 min，用0.1 mol/LKOH- 乙醇溶液滴定，测定其酸值，酸值计算公式为：
酸值=VC×56/W
式中，VC——滴定所消耗的溶液体积，mL ；
56——氢氧化钾的相对分子质量；
W——试样质量。
不同溶剂和水解条件下，酸值的测定结果见表1。

表1 表明：以丙酮作溶剂，测得的酸值接近理论值，说明此条件下TOA 水解充分，因此把此方法作为反应终点的判断依据。
游离酸值的测定：取反应产物3~5 g，用30 mL甲苯溶解，再加5 mL 蒸馏水，静置分层，收集水相，再用水萃取上层有机相，每次20 mL，直至中性。以酚酞作指示剂，用0.05 mol/L NaOH 标准溶液滴定合并后的水相，游离酸值计算公式为：
酸值=VC×40/（W×1000）×100%
1.2.2 TO 树脂的制备
将上述制得的TOA 与环氧树脂6101 在80℃下按质量比1∶1 混合，搅拌均匀，迅速降至室温。
1.2.3 TO 树脂重防腐涂料的制备
TO 树脂重防腐底漆配方见表2，TO 树脂重防腐面漆配方见表3。


以三乙醇胺与二甲基咪唑的混合物为固化剂。m主漆∶m固化剂=20 ∶ 1。
1.2.4 漆膜性能的测定
样板的表面处理及涂装：用溶剂洗净样板上的污物，将样板用实验室喷砂机喷砂处理，直到样板表面现出金属本色，粗糙度不大于50 μm，表面无可见污物或斑渍，吹去样板表面砂粒，立即用TO 树脂重防腐底漆喷涂样板（2 道，间隔4 h），喷涂厚度控制在干膜厚50~80 μm ；48 h 后，稍稍打磨底漆表面，喷涂TO 树脂重防腐面漆（2 道），总干膜厚控制在100~130 μm，此样板用作化学性能测试。另用底漆、面漆分别制板，干膜厚控制在20~25 μm，用作物理性能测试。所制样板置于恒温恒湿环境，自然干燥7 d后进行各项性能测试。漆膜性能测定结果见表4。

2 结果与讨论
桐油酸酐（TOA）为桐油与顺丁烯二酸酐的加成产物。反应机理为桐油酸三甘油酯的共轭双键与不饱和酸或酸酐发生Diels-Alder（狄尔斯- 阿德耳）双烯加成环化反应，生成稳定的六元环结构。该反应活化能低，反应活性大，在较低温度（如80℃）即能发生加成反应。考虑到桐油酸三甘油酯与顺酐加成反应的位阻效应，为使顺酐反应完全和产物具有足够的黏度，通常是在120~160℃反应（采用催化剂降低反应温度）。为避免桐油双键高温下交联氧化，可通入惰性气体N2 保护，所得产物桐油酸酐当量比理论预期值低得多。桐油与顺酐加成反应的理论摩尔比为1∶3，因此两者质量比在100∶30~50 之间进行选择。TO 树脂涂料体系主要利用了桐油酸酐与环氧基团形成大分子立体网状结构的致密涂层。通常情况下，酸酐与环氧基团在中温下才会发生交联反应，常温下反应缓慢，采用叔胺和咪唑类物质进行催化，可获得常温下发生反应的能力。包装时虽然主漆与固化剂分开，但是主漆在存放过程中仍会不断反应，因此主漆贮存时间控制在3~6 个月，贮存温度不能超过40℃，否则主漆会在包装桶中胶结固化。
3 结语
桐油是我国分布较广的天然油类资源，本体系以桐油为主要组分，尽量减少对石化产品的依赖。TO 树脂制成的重防腐涂料具有附着力强，密封绝缘性好，坚韧耐磨，柔韧性、耐冲击性、耐酸碱性、耐海水性、耐热性、耐老化性优异等特点，施工简便，常温固化，使用温度宽（从-60~150℃可长期使用），使用寿命长，地面可达5 a 以上，埋地时使用寿命可达30 a。它可用于油田输油输气管线，城市集中供热管网，热电厂，凉水塔，引水工程，金属构件，混凝土结构，厂房地坪，石油化工设备，储罐等的防腐防水，具有优异的综合性能，除耐酸碱等介质外，其黏附力和密封性是通用防腐材料的10 倍，值得大力推广使用。