解培1、王雷2、李华明2、勇涛2、杜玉托2
（1.甘肃昌达道路工业有限公司，兰州 730013；2.西北永新涂料有限公司，兰州 730046）
摘要：采用中分子量环氧树脂，添加环保型磷酸锌防锈颜料、防沉防流挂性能优异的聚酰胺蜡流变剂，制备了一种快干型底面一体式钢结构防腐涂料。且易分散，配套腰果壳油改性酚胺固化剂，该涂料固含量高，VOC含量低，属环保产品，该涂料具有干燥速度快、低温固化速度快、耐候性好等优点。 、表面光泽度高、保色性好、流平性好、粘度低易施工，且对底材有良好的附着力，具有优良的防渗透性能和防腐性能。
关键词：底面涂料；低温固化；酚醛胺；防腐性能
0 前言
近年来，国家对涂料中VOCs的限制越来越严格，大力提倡使用环保涂料进行涂装。同时，客户在使用过程中也越来越关注产品的VOC含量，这使得低VOC、高固体分涂料逐渐成为市场竞争的主体产品。
底涂防腐涂料为低VOC、高固体分双组份环氧漆，其主要特点是：防腐性能强、与基材附着力强、抗流挂性能优良、一次涂装成膜厚。可广泛应用于钢结构、化工、汽车、船舶等重腐蚀防护领域，近年来，气候变化显著，钢铁腐蚀每年给国家带来巨大的经济压力。使用环氧防腐涂料可以大大减缓腐蚀，从而避免许多事故的发生，减少经济损失。在钢结构防腐涂装体系中，底层防腐涂层起着至关重要的作用。它必须与底漆有良好的附着力和能起到良好的防护作用，在恶劣的腐蚀环境中，底层防腐涂层一般通过增加涂层厚度起到屏蔽腐蚀因子进入基体的作用[1-5]。
1 实验部分
1.1 主要原材料及仪器
E20环氧树脂（601）：甘肃星辰化工有限公司；促进剂（DMP-30）：兰州胜佳化工制品有限公司；分散剂（923S）：海明斯；防沉蜡（6900）：上海欧盛化工有限公司；苯甲醇：湖北灵谷材料科技股份有限公司；硅微粉（GSF-1）：安徽格瑞新材料科技股份有限公司；超细天然硫酸钡（ZJ-45C1）：浙江群欣粉体科技有限公司；炭黑C611：乌海市黄河亿腾颜料炭黑有限公司；钛白粉（R2196）：上海洁友化工有限公司；消泡剂（BYK-052）、流平剂(BYK-306)：毕克化学； 固化剂（3016）：苏州亨思特实业有限公司。以上原料均为工业级。
电子天平XPR303SN/AC:梅特勒-托利多技术(中国)有限公司;QXD刮刀细度仪:上海高智精密仪器有限公司;BGD 745多功能高速分散机、BGD501/1拉脱式附着力试验仪、 BGD 887/S盐雾试验箱：标格达精密仪器有限公司；DHG-9075A电热恒温鼓风干燥箱：上海信仪仪器有限公司。
1.2快干型自上而下一体化钢结构防腐涂料配方
钢结构快干底面一体化防腐涂料配方如表1所示。
1.3快干型自上而下一体化钢结构防腐涂料的制备
1)将环氧树脂按配方加入配料罐后，在低速（500~600 r/min）搅拌下加入分散剂、防沉蜡、苯甲醇，搅拌均匀。
2）将转速调节至中速（700~900 r/min），依次加入硅微粉、超细天然硫酸钡、炭黑、钛白粉，用适量二甲苯刷罐壁。
3）将分散盘降到底部，调至高速（1200转/分）进行分散，期间需上下调节搅拌器的位置，确保漆浆充分、分散均匀，检测细度合格（≤60μm）后，立即加入助剂及剩余溶剂，分散时温度控制在55℃以下，检测粘度、流挂合格后即可过80目筛进行计量包装。
2 结果与讨论
2.1环氧树脂种类及用量的确定
环氧树脂常用作重防腐涂料的成膜材料，其种类和用量会影响涂层的力学性能和耐化学性。低分子量的环氧树脂成膜后较脆，但致密性好，防腐性能好；中分子量环氧树脂虽然耐温性较差，但其柔韧性好，使用期合适，与固化剂交联后干燥速度快，因此综合考虑以上因素，中分子量601环氧树脂（E20 )按同一配方(表1)进行试验，环氧树脂含量对涂料性能的影响见表2。
从表2可以看出，随着601环氧树脂用量的逐渐增加，涂层的柔韧性越来越好，干燥速度越来越慢。当用量为20%时，涂层具有良好的柔韧性、干燥性和密度。
2.2防锈颜料的选择与确定
防锈颜料的防锈机理主要有两种：一是通过物理填充等方式增加涂层的屏蔽作用，延长腐蚀因子的侵蚀路径，从而达到物理防锈的目的；另一类是防锈颜料与水和空气发生反应后，形成一层致密的氧化膜，阻断腐蚀因子与基体的反应和生锈，从而达到化学防锈的目的。磷酸锌与水和空气发生反应，形成碱式碳酸锌钝化膜，能有效防止金属基体的腐蚀。本研究选用环保型磷酸锌作为防锈颜料进行试验，结果如表3所示。
从表3可以看出，涂层的耐水性、耐盐水性和耐盐雾性随磷酸锌用量的增加呈现先上升后趋于稳定的趋势，当磷酸锌用量为10%时，涂层的耐水性、耐盐水性和耐盐雾性涂层耐腐蚀性能好，且具有最高的性价比。
2.3 防沉剂的选择与确定
防沉剂是影响涂料储存稳定性的关键因素，可根据产品的树脂种类、密度、施工、储存环境等选择合适的防沉剂，常用的防沉剂有：聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯、气相二氧化硅和有机膨润土。
聚酰胺蜡在使用过程中无需活化，可在中、低剪切速率下添加，其防沉机理为分子间氢键，剪切时氢键断裂，体系黏度较低，有利于分散生产。包装后氢键恢复，导致产品体系粘度增加，使产品具有良好的储存稳定性。聚酰胺蜡流变助剂对防沉防流挂的影响涂层性能如表4所示。
由表4可以看出，聚酰胺蜡6900用量为2%时，涂层的外观、施工性能、储存稳定性最佳，能够满足产品的生产控制指标要求。
2.4固化剂的选择与确定
常用环氧固化剂性能对比见表5，腰果油改性酚胺固化剂具有干燥速度快、低温固化速度快、防腐性能好、性价比高、应用范围广等特点，是目前环氧固化剂中应用最广泛的固化剂之一。适用于重防腐、储罐、管道、钢结构等涂料体系的环氧固化剂兰州钢结构防腐公司，另外与环氧树脂交联的涂料表面光泽度高，保色性好兰州钢结构防腐公司，流平性好，粘度低、施工简便、与基材附着力好、防渗透性能优良。
从表5可以看出3016酚胺固化剂低温固化速度快，耐水、耐盐水、耐盐雾性能最好。
2.5快干型自上而下一体化钢结构防腐涂料主要性能指标
通过原材料筛选、配方优化，确定了涂层配方及生产工艺，依据标准JTT 722-2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》进行单涂层及复合涂层性能检测。快干型自上而下一体化钢结构防腐涂层主要性能指标如表6所示，该复合涂层性能满足C4腐蚀环境下15～25年防腐寿命的要求。
复合涂层设计为环氧富锌底漆（60μm）+快干基面一体化钢结构防腐涂料（120μm）+脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆（60μm），性能要求满足防腐—在C4腐蚀环境中耐腐蚀寿命为15～25年。具体性能测试结果见表7。
经检测，快干底顶一体化钢结构防腐涂料单涂及复合涂层性能均满足JTT 722-2008标准的要求，且具有良好的层间匹配性和优异的抗腐蚀性能。腐蚀性能。
3 结论
本文通过对环氧树脂、防锈颜料、防沉剂、固化剂等原材料的筛选和组合优化，发现当601环氧树脂用量为20%时，磷酸锌用量为10%，防沉剂聚酰胺蜡用量为2%，配以腰果壳油改性酚胺固化剂3016，得到的快干底顶一体式钢结构防腐涂料具有各项性能指标均符合JTT 722-2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》标准要求，该涂料具有干燥速度快、低温固化速度快、表面光泽度高、保色性好等优点。 、流平性好、粘度低且易施工，且对底材有良好的附着力，具有优异的防渗透性能和防腐性能。
（详情请参阅《现代涂料与涂料》2023-5）
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