关于快干型重防腐环氧底漆的配方研制

选用不同环氧值的固体环氧树脂，配套不同种类的固化剂，不同的颜基比等几个方面着手试验，研究结果表明，采用604固体环氧树脂，配套D8196固化剂，在颜基比为2.5时，环氧底漆的机械性能，耐化学品性能达到最优，且能使环氧底漆在自干30min后喷涂下一道涂料，满足环氧底漆与聚氨酯漆的“湿碰湿”涂装工艺要求。
      关键词：环氧底漆；重防腐；环氧固化剂；快干

      0引言
      重防腐涂料在严酷的腐蚀环境下具有长效的使用寿命，是最具发展前景的涂料之一[1]。目前在重防腐涂料中使用最多的是环氧涂料、聚氨酯涂料和含氯的乙烯类涂料[2]。聚氨酯涂料耐候性好，但少量残存的游离异氰酸酯基易与环境中的潮气和水分反应，并对人体健康造成影响，且价高。含氯的聚乙烯涂料厚膜化、耐温性和耐溶剂性较差。而环氧涂料有优良的附着力和低收缩率；对水、中等酸、碱和其他溶剂有良好的耐蚀性和抗渗透性。
      环氧涂料具有优异的防腐性能，但环氧涂料往往需要在一定温度下烘烤或在常温下较长时间才能固化[3]，不能满足与聚氨酯漆的“湿碰湿”施工，最短的时间也要间隔为2h以上才能喷涂聚氨酯面漆，对于许多生产企业来说，由于施工条件和流水线作业的要求，往往希望在达到预期性能的前提下，尽量缩短固化时间和降低固化温度。
      因此有必要对目前的环氧底漆进行改进，在保证环氧底漆的机械性能和耐化学品性能的同时，使环氧底漆自干30min后能喷涂下一道聚氨酯涂料，满足环氧底漆与聚氨酯漆的“湿碰湿”涂装工艺要求。

     1试验部分
      1.1原材料
      试验用原材料名称、规格及产地见表1。

                        表1 试验用原材料名称、规格及产地

      1.2试验仪器及标准
      试验仪器及检验标准见表2。

                                  表2 试验仪器及检验标准

      1.3试验配方
      A组分(质量份)：固体环氧树脂20～24份，分散剂1～2份，混合溶剂19～29份，氧化铁红15～25份，混合颜填料26～38份，防沉剂1～2份。
      B组分：固化剂，混合溶剂。
      配比：按A组分∶B组分(质量比)=5∶1。
      1.4试验方法
      先进行配方设计，再按照配方配料。先将固体环氧树脂用混合溶剂溶解成透明均匀的透明液体，再加入分散剂，颜填料和防沉剂混合研磨至细度为30μm。按标准制备检验试板，单层试板膜厚(40±5)μm，自干30min后喷涂下一道聚氨酯涂料，干燥后进行性能检测。

      2结果与讨论
      2.1环氧树脂的选择
      环氧树脂的种类有很多，本试验主要根据环氧值来选择，选用3种不同环氧值的固体环氧树脂进行试验，均为江苏三木化工集团生产，表3为这3种不同环氧值的固体环氧树脂的机械性能对比试验结果。

                                       表3 不同固体环氧树脂的性能对比

      从表3可以看出，漆膜的机械性能都较好，基本达到要求。但604环氧树脂的耐化学品性能较607环氧树脂和609环氧树脂要好，尤其在干燥时间方面有显著的优势，所以接下来的试验均采用604固体环氧树脂。
      2.2固化剂的选择
      涂料的基本性能是由成膜物质和固化剂共同决定的，固化剂对涂料的干燥性能也有较大的影响。环氧树脂的固化剂主要为胺类固化剂，通常是多元胺、胺加成物或者是聚酰胺类，表4为820、D8196、650和T31这4种环氧树脂固化剂的对比试验结果。

                          表4 使用不同固化剂时漆膜的干燥速度和性能对比

      其中820为改性胺类固化剂，D8196为改性芳脂胺类固化剂，650为聚酰胺类环氧固化剂，T31为多元胺类固化剂。从表4可以看出，固化剂的选择对漆膜的性能有很大的影响，尤其对干燥程度的影响较为显著，其中使用T31固化剂的漆膜干燥性能最好，但柔韧性较差，且耐盐雾性也较差。使用650固化剂的漆膜干燥性能较差，且耐盐雾性也较差。使用820固化剂的漆膜，干燥性能的其他机械性能都较优异，但耐盐雾性能较差。使用D8196固化剂的漆膜，虽然干燥性能较使用T31固化剂的漆膜稍差，但其他性能都较优异，尤其表现在耐中性盐雾性能方面。总的说来，D8196在4种固化剂中的综合性能最好，干燥时间也较合适，而且“湿碰湿”后的漆膜层间附着力也最好，以下试验均以其作为固化剂。
      2.3合适颜基比的选择
      在基本配方的基础上，适当增加颜填料的用量，检测其综合性能，具体的试验方案见表5，性能对比结果见表5。
   

                                     表5 不同颜基比的底漆试验配方

                                    表6 不同颜基比的底漆性能测试结果

      从表6可以看出，通过增加颜填料的用量，能提高漆膜的干燥速度和漆膜硬度，对漆膜的防腐性能也有一定的提高，而且可以降低成本。究其原因是因为随着涂料中颜填料含量的增加，树脂含量相对下降，可以提高漆膜的致密性，但颜填料的增加量也是有限的，比如当颜基比达到3时，漆膜的各项性能都有明显下降，具体表现在耐化学品性能和层间附着力方面。
      2.4配方的确定
      采用底漆2#配方，树脂采用江苏三木化工集团生产的604固体环氧树脂，配套D8196固化剂，各项性能测试结果见表7。

                             表7 底漆在打磨镀锌马口铁板上的性能检测结果

      从表7中可以看出，新配方的环氧防腐底漆耐酸性虽有轻微变色，但其他各项耐化学品性能都很优异，其中耐酸性有待进一步的研究进行完善，但这在底漆的标准中是允许的。而且该底漆能在自干30min后喷涂下一道涂料，满足现代企业对环氧底漆与聚氨酯漆的“湿碰湿”涂装工艺要求。

      3结语
      (1)选用合适的环氧树脂，既能满足各项机械性能，也能保持良好的耐化学品性能。
      (2)选择合适的改性胺环氧固化剂，既能显著提高涂料的固化速率，加快涂膜的干燥速率，还能获得很好的化学性能，达到重防腐环氧底漆的指标标准。
      (3)选择合适的颜基比，不仅能加快涂膜的干燥速率，还能降低成本。
      (4)此重防腐环氧底漆自干30min后可喷涂下一道聚氨酯涂料，满足环氧底漆与聚氨酯漆的“湿碰湿”涂装工艺要求。