第39卷第9期涂料工业V01．39No．9 2009年9月PAINT&COATINGSINDUSTRYSep．2009高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料的研制及其施工管伟，卞直兵(扬州美涂士金陵特种涂料有限公司，江苏扬州225212)摘要：介绍了高效无溶剂环氧重防腐涂料的研制过程、施工方法、性能特点和配套预算，讨论了树脂、稀释剂、固化剂、颜料、填料、助剂等对涂料性能的影响。关键词：无溶剂；环氧涂料；重防腐630．7 文献标识码：A中图分类号：TQ文章编号：0253-4312(2009)09-0043一05andofDevelopmentApplicationHigh——PerformanceSolvent—-FreeEpoxyHeavy——DutyCoatingsGuanWei，BianZhibingPaint(YangzhouMaydosJin—LingSpecialCo．环氧防腐蚀涂料，Ltd．，Yangzhou，Jiangsu225212，China)articlehasintroducedaAbstract：Thissolvent—freehiish—performanceepoxyheavy—dutycoatingsanditsand estimationofdiscussedtheinflu—applicationmethods，performancebudget coatingssystem，andofonenceresin，thinner，curingagent，pigments，fillers，additivescoatingsperformance．KeyWords：solvent—free；epoxycoating；heavy—dutycoatings 0引言I=1Table1‰淼僦鬻渊瓿叶一№anticorrosionepoxycoatings重防腐蚀涂料是指能够在苛刻腐蚀环境下长效防护的一 类高性能涂料，防护寿命一般为15年以上。

高性能防腐蚀涂 料不仅可起到良好的防腐蚀作用，而且可改善劳动条件，节约 能源和保护资源。所以，在近20年来受到普遍重视。目前， 己开发了多种性能良好的重防腐蚀涂料。因耐蚀性能优异、 使用期长、维护涂装费少而被广泛应用于各种腐蚀环境中，产 生了明显的经济效益。高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料采用复合的反应型稀释剂 为溶剂，由于带有羟基、环氧基，而能与固化剂固化成膜。该 产品的固体含量高达98％以上，大大减少了溶剂挥发造成的 资源浪费、环境污染以及对施工人员的伤害。在同样设计厚 度下，降低了单位面积基材所用涂料的成本。 1 实验部分1．3涂料的制备 1．1主要原材料将改性环氧树脂和反应型增韧稀释剂混合搅拌均匀后加改性环氧树脂：上海新华；反应型增韧稀释剂：武汉森茂；入分散剂、脱泡剂、高钛粉、硫酸钡，高速分散至细度小于 分散剂：上海四海；脱泡剂：德国迪高；触变剂：海明斯；高钛100Ixrn后加入触变剂、消泡剂，分散均匀后过震动筛包装。 粉：美国TORMINERALS；硫酸钡：江苏群鑫；消泡剂：德国迪1．4样板的制备 高；腰果酚改性胺类固化剂：卡德莱。 1．2配方理性能．干膜厚度为(45±5)tun；检测漆膜耐化学药品性能，高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料配方见表1。

干膜厚度为(200±5)“m。 作者简介：管伟(1978一)，男，技术部经理，主要从事防腐蚀涂料的研充。 万方数据43管伟，等：高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料的研制及其施工 L 5，．登翟竺嬖曼指堡2结果与讨论涂料性能及指标见表2。表2主要性能及指标2．1原材料的选择mainandTable2 The performanceproperty2．1．1 活性稀释剂的选择 项目指标试验方法使用改性液体环氧树脂仍难以满足施T．的要求，因此需 固含量／％，≥98 GB／Tl725～1979(89)加入适量的活性稀释剂和增韧剂。经过大量实验证明反应型 细度／tun，≤100 GB／T1724一1979(89)增韧稀释剂叮以满足高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料的要求。 干燥时间／h， 表干，≤4反应型增切稀释剂与常规活性稀释剂的比较见表3。GB／T1728–1979(89) (25±1)℃，实干，≤24表3反应型增韧稀释剂与常规活性稀释剂的比较100 GB／巧208—2懈of 闪点／℃，≥Table3reactiveflexibilizerwiththeconven．Compari．∞n 抗流挂。

陆／p．m，≥200 GB／T9264—1988tionlalreactivethinner 贮存稳定性通过 GB／T6753．3一1986 附着力／级l GB／T1720一1979(89) 附着力／MPa，≥3 GB／，I．5210一1985 柔韧性／mml GB／T173l—1993 耐冲击性／cm50 GB／T1732一1993 硬度．≥O．3 GB／T1730一1993注：反应型增韧稀释剂与常规活性稀释荆和环氧树脂、固化刑的比 铅笔硬度，≥3H GB／，I．6739一1996例相同。 耐磨性(落砂法，l斗m)，≥ 3 SY／T0315–2005附录J反应型增韧稀释剂的用晕选择见表4。 耐磨性(750g／5000．050GB／T1768–1979(89)r)／g，≤表4反应型增韧稀释剂的用量选择25 GB／Tl408—．2006 Table4 selectionofreactiveflexibilizer 电气强度／(MV·m。1)，≥Dosage 体积电阻率／(n·m)，≥ 1×10“ GB／T1410—-2006rr／(环氧树脂)：rr／(反应型增韧稀释剂)项目—— 抗弯曲性(3。

)无裂纹SY／T0315—2005附录F60：40 70：30 80：20000无变化 耐盐雾(1 h)GB／T177l一199l 耐沸水性(72h)无变化 GB／T1733一1993 耐热盐水性(2ld)无变化 GB／T10834—1989 耐湿热性(30d)无变化GB／T1740–1979(89) 冷热交替试验 (一20℃与80℃无变化附鼍管1997 冷热交替3个循环)使用红外光谱仪对反应型增韧稀释剂进行结构分析，发现436．96708．82 30％H2SO。(室温，30d) 无变化 GB／19274–1988有2个强吸收峰，3cm。1是酚羟基，l cm“是苯931．22 857．23酚的典型吸收峰。2cm～、2 30％HC!(室温，30d) 无变化 GB／T9274–1988crfl“是一cH2一伸 25％NaOH(室温，1年)无变化GB／19274–1988展峰、环己烷结构的特征峰；969．83cm“是环氧基的吸收峰；l 616．00无变化cm‘1是烯烃碳碳双键的吸收峰．说明分子链中含有羟 10％NaCI(室温，1年)GB／r19274一1988基、环氧基等活性基团，因而具有很好的增韧性和反应活性，可 10％H2S04(室温，1年)无变化GB／T9274–1988大幅度地提高环氧树脂‘3‘固化物的耐冲击性、抗开裂以及粘结 10％HCI(室温，1年)无变化GB／眄274一1988强度等物理机械性能。

氨水(室温，1年)无变化 GB／719274–1988由于反应型增韧稀释剂黏度低．其与改性环氧树脂混合 饱和尿素溶液(室温，1年)无变化GB／T9274一19踞可以降低环氧树脂黏度，改善施工性能。随着其用量的增加， 洒精(室温．1年)无变化 GB／19274一1988黏度逐渐减少的。当用量达到40％时，体系黏度变化很小，趋 耐汽油性(室温，1年)无变化 GB／1睨74一1988于平缓。因此反应型增韧稀释剂对改性环氧树脂具有很好的 耐柴油性(室温，1年)无变化 GB／T9274–1988降黏和稀释性能。 耐煤油性(室温，1年)无变化 GB／T9274–1988反应型增韧稀释剂不含溶剂，在施工过程中不会产生溶 耐原油性(80℃，30d) 无变化 GB／T9274–1988940剂蒸气。小鼠LD50：7mr,／kg，为实际无毒级产品。 耐污水性(100℃。72h) 无变化 GB／眄274—19882．1．2固化剂的选择 卫牛要求通过 GB／T5749–2006高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料系双组分涂料，要求所用万方数据44管伟，等：高效无溶剂环氧苇防腐蚀涂料的研制及其施工 固化剂的黏度较低，使用期较长，与基料成膜后的涂层具有足流平性、涂膜防垂流性；③提供颜填料防沉性或沉淀后的再分 够的强度和韧性。

密实性好，并有较强的粘附性，使涂层具有散性；④不改变涂层的光泽。 长期抵抗外界机械磨损和化学腐蚀的良好性能。因此，固化2．2高效无溶剂环氧重防腐涂料的特性探讨 剂及交联同化效果是决定涂层性能的关键。高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料所用固化剂为腰果酚改性2．2．1优异的物理机械性能 胺类固化剂，其不仅具有像脂肪族多元胺‘I．一样快速l司化的高效无溶剂环氧莺防腐蚀涂料在交联固化后能够形成类 特性，而且还具有像聚酰胺一样的不挥发性和无毒性。这种似瓷釉一样的光洁涂层，由于交联密度高，使涂层坚硬且具有 多元胺类|司化剂，其化学结构是由一个带有苯环的芳香族骨较好的柔韧性、耐磨性、耐划伤性、耐冲击性。该涂料在反应 架和一个脂肪族侧链所共同形成，这种独特的结构见式(1)。固化过程中收缩率低，具有一次性成膜较厚、边缘覆盖性好、 使其把各类固化剂的理想性能优势结合到一身，从而赋予其内应力较小，不易产生裂纹等特点。 以下优异性能：①低温(5℃以上)固化；②较长的适用期及快2．2．2优异的耐化学品性和防腐性能 速固化；③优良的耐水、盐水性和耐化学品性；④优良的致密 性及耐油性；⑤良好的柔韧性；⑥现场施1二时，混合比例范围高度交联的高效无溶剂环氧苇防腐蚀涂料涂层具有优异000的耐化学品性，能耐海水、高度的酸、碱、盐、各种油品、脂肪烃 宽；⑦小鼠LD。

>5mg／kg，为实际无毒级产品。OH等化学品的长期浸泡。由于不含挥发性有机溶剂，在干燥成 H．NR膜过程中不会形成凶溶剂挥发留下的孔隙，且成膜厚，涂膜致式(1) 密性佳，能有效抵挡水、氧等腐蚀性介质透过涂层而腐蚀基材。H14CH==CHCH2CH—CHC3H72．2．3环保和无毒性 2．1．3颜料的选择高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料的有效成分高达98％以为使漆膜具有遮盖力，所采用颜料的品种和用量对涂料上，在施t应用过程中不镒采用挥发性有机溶剂作为分散介 的稳定性、涂层的耐蚀性能和物理机械性能具有相当大的影质，可挥发的有机物含量(VOC)极低，降低了对通风量的要 响，合理地选择颜料，是高性能防腐蚀涂料配方设计的重要求，减少了有机物挥发造成的资源浪费和环境污染，以及对施 环节。工人员们的损害。且高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料经检验符本文选择高钛粉，是因为高钛粉含有坚同的品体结构、其合卫生标准要求。 能耐酸碱，暴露于酸性或碱性的环境后，能保持良好的颜色稳 定性；暴露于硫酸后，用二氧化钛的2个配方有严重褪色迹 3施工方法 象，相比之下，用高钛粉的配方，其色泽差异很少。同样的情 况出现在碱性试验，采用高钛粉的配方经碱性试验后，还是保3．1表面处理 持无损，然而相当大的色泽差异出现在2个采用二氧化钛的涂料的性能与表面处理的程度成正比，通常喷砂处理是 配方。

高钛粉与二氧化钛的比较见表5。最有效及最经济的方法，当喷砂处理无法使用时，在机械清洁表5高钛粉与二氧化钛的比较达到St3级的表面卜亦可使用本品。对于更恶劣的环境或浸Table5 Hitox and comparisonTi02 Ti02泡设施使用以下表面处理方法：(1)钢材——除去表面上所有的铁锈、脏物、水分、油脂或其他污垢。采用干喷砂处理方法达到Sa2．5级。(2)铝材、镀锌铁——用中性洗涤剂或乳液清洁剂洗去油脂或皂膜，或用细磨料作轻微的喷砂处理。 2．1．4助剂的选择(3)混凝土——混凝土采用酸蚀或喷砂处理方法。新混凝土至少固化14天以上。高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料属厚浆型涂料，由于一次 涂刷形成的涂层较厚，往往会由于胶液的滑动而导致涂层在3．2施工设备 固化前出现严重的流挂，因此，必须添加适量的触变剂‘。，以施工设备采用无气喷涂机，压力比65I，空载排量 改善涂料的沉降和涂层的流挂。13L／min，进气压力0．3—0．6MPa，喷嘴020840。常用的触变剂有氢化蓖麻油、有机膨润土和超细二氧化3．3施工步骤 硅等。触变剂的加入量必须恰到好处，这样既能在低黏度时 予以适当流平，但时间又不过长而避免产生流挂，其用量一般(1)使用之前用清洗剂冲洗所有设备。

为涂料总量的l％一3％。通过实验，采用约0．5％一2．O％的 (2)将同化剂加入树脂中，彻底混合至均匀状态。混合料 蓖麻油有机衍生物作为防沉防流挂剂。蓖麻油有机衍生物有应在混合后lh内用完，不要混合过多。 以下特性：①容易分散，可直接添加；②提供较优异的触变性、(3)为达最佳施工效果，漆料温度应在10一32℃之间．环 万方数据45管伟，等：高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料的研制及其施工 境温度应高于5℃。(4)为了减少橘皮现象，可调节喷涂装置以获得良好的4防腐工程配套及预算 雾化。根据承接的钢结构防腐工程的经验，进行如下配套和成(5)在进行连续同向湿涂布时，每1道应覆盖前1道的本分析，供参考。 50％，以避免空隙和针孔的出现。如有需要，再对第一道以合 适的角度进行交叉喷涂。高度腐蚀环境的涂装预算如表6所示。(6)当A接施涂于无机硅酸锌或富锌底漆上时，可采用雾 涂／全涂技术减少起泡现象。这取决于老化程度，表面粗糙度4．2 强度腐蚀环境(恶劣环境或浸泡设施环境) 和固化条件。强度腐蚀环境的涂装预算如表7所示。表6高度腐蚀环境(IS012944中c4一c5M环境)防腐工程配套及预算 Table6 Anti—corrosionandforEnvironmentdescribedinhighercorrosion(C4一C5MIS012944)engineeringbudget 注：(1)理论使用量=(密度×干膜厚度)／体积固含量，下同；(2)设计防腐年限20年，平均每年防腐费用2．885元／m2。

表7强度腐蚀环境(更为恶劣或浸泡设施环境)防腐工程配套及预算Table7 Anti—corrosionandforacuteorevenworseengineeringbudget corrosion(immersionenvironment) 注：设计防腐年限20年，平均每年防腐费用4．030元／m2。高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料固化过程中溶剂挥发量极但衡量防腐涂料的经济性不能只凭单价，高效无溶剂环氧重 少，l道涂装可得膜厚达(150～300p,m的涂膜)而不会发牛针防腐蚀涂料的同体分近100％，在达到相同的涂膜厚度的情况 孔，只需2—3道即口，达到设计厚度。近年来国际上流行的无 下，所需要的涂料量比采用溶剂型环氧涂料要少；另外，由于l 空气喷涂HJ使得该类厚浆型涂料的大面积施f成为可能。道可达高膜厚涂料品牌网，减少了施工道数，从而降低涂装施工费用。目前无溶剂环氧涂料的单价虽然高于溶剂型环氧涂料，(下转第50页)万方数据46陈中华，等：高光泽深色水性氨基烤漆的研制表8涂层厚度对光泽及表面效果的影响从图2可以看出，低温(100℃)干燥时，漆膜的玻璃化温 Table8 Effectofthicknessonthe andglossapperance度在22．4℃左右，高于成膜树脂HD的玻璃化温度一12．7℃，说明成膜树脂HD与氨基树脂在低温干燥时就有一定程度的交联，冈此使玻璃化温度提高到22．4℃左右。

从表9可以看出，当烘烤温度在1{30oC时，由于漆膜的交联效果差，导致漆膜的耐乙醇性有明显划痕；当高温(150℃)干燥时，漆膜的玻璃化温度提高到29．7℃左右环氧防腐蚀涂料，说明随着烘烤温度的提高，成膜树脂HD与氨基树脂的交联程度加深，从而使 成本及表面效果考虑，涂层厚度在20斗m左右时有较好的 漆膜的玻璃化温度提高，同时漆膜的硬度也得到提高，漆膜的 效果。耐乙醇性并没有变化。从表9可以看出，烘烤温度设置在除涂层厚度外，烘烤温度更直接影响漆膜的硬度及固化130℃时，漆膜能够具有较好的性能，同时由于烘烤温度低，可 交联程度。本实验考察了不同烘烤温度对漆膜性能的影响，以降低能耗。 并分别对低温与高温烘烤透明膜进行了DSC测试，结果分别3结语 见表9与图2。表9不同烘烤温度对漆膜性能的影响(1)选用水性丙烯酸改性饱和聚酯树脂以及低甲醚化氨 TaMe9 Influenceofdifferentonbakingtemperatureper- 基树脂为成膜物质，当氨基树脂占基料总毋的18％一25％，颜formanceofthecoatings基比在6：30～7：30之间时，漆膜的性能较好。(2)选用阴离子型烷基磺基琥珀酸盐为润湿剂，聚丙烯酸钠盐为分散剂，漆膜具有最佳的综合性能。

(3)当涂层厚度在20—30ttm之间时漆膜表面平整、光泽高、丰满。漆膜的玻璃化温度随烘烤温度而变化，提高烘烤温度可以获得交联固化更完全的涂膜，烘烤温度为130℃时，漆膜能够具有较好的性能，同时具有较低能耗。参考文献[1]刘祥庆．氨基树脂涂料的现状与发展[J]．中国涂料，1995(5)：0．622—25．[2]昝丽娜，舒武炳，李芸芸．汽车涂料的发展现状及方向[J]．现代，0．4涂料与涂装，2007(10)：32—35．kg[3]宋华，昊涛．水性底色漆和罩光漆的施工工艺研究[J]．涂料工●≥0．2业．2002，32(10)：19—22．量STANLEYKRWERNER．Water—based≮[4]NICKLE。ERVINcoating侧ofcompositionsmethylol(metb)acrylamideacrylicpolymer，polyure—《0thaneandmelamineerosslinking05—24．-0．2 —0．2 0 2r) 40 60 80 10()[5]牛广轶，刘康．涂料用氨基树脂的进展一甲醚化氨基树[J]．现代温度／℃涂料与涂装，2000(6)：38—40．图2低温与高温固化透明膜的DSCA图DSCoffilmlowFig．2卟eby 01″hightemperaturebaking收稿日期2009—08—06(修改稿) (上接第46页)参考文献 5结语[1]虞兆年．涂料工艺[M]．北京：化学工业出版社。

1997．[2]钱逢辟．竺玉书．涂料助刑[M】．北京：化学工业出版社．1990．[3]李桂林．环氧树脂与环氧涂料[M]．北京：化学工业出版高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料是新一代的节能环保刑重社．2003． 防腐蚀涂料。该产品物理机械性能突出、对各种腐蚀介质有[4]王健，刘会成，刘新．防腐蚀涂料与涂装工艺[M]．北京：化学工 很强的耐蚀能力，施工方便，工程造价低，防护寿命长．在国民业出版社．2006． 经济工程建设中具有广泛的应用前景，必将产生良好的社会 效益和经济效益。收稿日期2009～04—06(修改稿)万方数据50 高效无溶剂环氧重防腐蚀涂料的研制及其施工 作者：管伟， 卞直兵， Guan Wei， Bian Zhibing 作者单位：扬州美涂士金陵特种涂料有限公司,江苏,扬州,225212 刊名：涂料工业 英文刊名：PAINT & COATINGS INDUSTRY 年，卷(期)：2009,39(9) 被引用次数：1次 参考文献(4条) 1.王健;刘会成;刘新 防腐蚀涂料与涂装工艺 2006 2.李桂林 环氧树脂与环氧涂料 2003 3.钱逢麟;竺玉书 涂料助刑 1990 4.虞兆年 涂料工艺 1997 本文读者也读过(10条) 1. 李兆祥.郭永和.王淼华 无溶剂环氧涂料用于原油储罐内防腐蚀的研究[会议论文]-2007 2. 杜建伟.张静.梁镐.杜强.Du Jianwei.Zhang Jing.Liang Gao.Du Qiang 超厚膜无溶剂环氧涂料的研制[期刊论 文]-涂料工业2007,37(2) 3. 郑耀臣 环氧厚浆涂料的制备[期刊论文]-涂料工业2004,34(11) 4. 刘凌玉.何立凡.李效玉.Liu Lingyu.He Lifan.Li Xiaoyu 有机蒙脱土改性无溶剂环氧涂料的研究[期刊论文]- 涂料工业2007,37(10) 5. 王贤明.于良民.杨凯.张燕.Wang Xianming.Yu Liangmin.Yang Kai.Zhangyan 无溶剂聚氨酯改性环氧树脂隔热 涂料的研制[期刊论文]-中国涂料2008,23(6) 6. 王进春.吴国霈.贾慧.Wang Jinchun.Wu Guopei.Jia Hui 无溶剂环氧涂料概况及在石油行业的应用前景[期刊论 文]-石油与天然气化工2010,39(2) 7. 梅奇.文学.沈波.MEI Qi.WEN Xue.SHEN Bo 无溶剂环氧涂料内涂层技术在输卤管道工程中的应用[期刊论文]-腐 蚀与防护2006,27(1) 8. 邵怀启.韩文礼.解蓓蓓.徐忠苹.张其滨.Shao Huaiqi.Han Wenli.Xie Beibei.Xu Zhongping.Zhang Qibin 用于 管道补口的聚氨酯改性环氧底漆涂料[期刊论文]-石油化工腐蚀与防护2010,27(3) 9. 郭晓军.白晶.张丽萍.谢贝贝.刘明康.Guo Xiaojun.Bai Jing.Zhang liping.Xie Beibei.Liu Mingkang 厚涂耐 磨无溶剂环氧防腐涂料的研制[期刊论文]-涂料工业2008,38(7) 10. 常玉.梁剑锋 无溶剂环氧自流平重防腐地坪涂料的制备研究[期刊论文]-化学建材2005,21(6) 引证文献(2条) 1.余义丽 无溶剂玻璃鳞片重防腐涂料的研制[期刊论文]-现代涂料与涂装 2010(8) 2.董彬.崔超.张自力.王向明.李华 热收缩带防腐底漆的研制[期刊论文]-涂料工业 2010(9) 本文链接：/Periodical_tlgy200909013.aspx