作者 | 岳湘宇
（上海佑戈金属科技有限公司，上海201500）
引言
据美国、日本等国公布的数据显示，腐蚀造成的直接经济损失占GDP的2.5%～4.2%，全球约有20%的金属制品因遭受腐蚀破坏而无法回收再利用。为了减少这方面的损失，人们一直在做金属防腐蚀产品的开发工作，包括物理隔离，电化学保护等。环氧涂料就是其中的一类。环氧涂料以环氧树脂为主成膜物质，环氧树脂分子结构中羟基、醚键等极性基团，在金属基材、陶瓷、玻璃等表面均具有很好的附着力，漆膜固化收缩率低，防腐性能优，在涂料行业广泛应用。
传统的溶剂型涂料含有大量的苯类、醇类、酯类、酮类等挥发性溶剂，对生产和涂装的工作人员的身体伤害较大，而且溶剂挥发到大气中对环境破坏比较严重。因此，为减少涂料中的有害溶剂释放，我国环保部门大力推广水性涂料，目前集装箱行业基本实现水性化涂装。水性涂料中有机溶剂含量很少，以水为分散介质，不燃不爆，贮存和运输安全。
本文以柔韧型环氧树脂的乳液作为主树脂，高固含低活泼氢当量水性胺加成物为固化剂，制备了高耐盐雾性、高柔韧性、快干的水性环氧底漆。
1、实验部分
1.1 参考配方
水性环氧底漆参考配方如表1、表2所示。
表1水性环氧底漆A组分
表2水性环氧底漆B组分
1.2 制备工艺
将物料1～4加入到料缸中，以500～900r/min的速度分散15min，充分搅拌均匀，边搅拌边加入物料5～8，中速分散20min，砂磨至细度50μm以下，转入调漆缸中，在搅拌状态下加入物料9～17，中速分散15min，用物料18调整黏度，合格后用100目滤网过滤包装。
2、结果与讨论
2.1 成膜物质的选择
本实验采用的主树脂有微弱的触变性、较好的抗流挂性能，配合少量增稠剂即可满足施工要求，静态流挂400μm，立面喷涂立面烘干，可以做到干膜200μm而不流挂。一般来说，随着漆膜塑性增强、硬度降低，漆膜服役于高温高湿环境中时，漆膜更容易塑性变形而从基材剥离起泡，失去防护作用。本实验选用的柔韧型环氧树脂刚性较强，避免了这方面的问题。
本文所采用的柔韧型水性环氧乳液为赫尔兹的一支产品TRASCITE WE3201，实验中与市售的其它水性环氧树脂就附着力、硬度、抗冲击等性能进行了对比，结果见表3。
表3不同树脂的性能对比
2.2 颜填料的选择
环氧底漆的防腐性能主要是由成膜物质与防锈颜料共同作用的结果。加入防锈颜料后，可以提高漆膜的保护性能。本文测试了4种不同的防锈颜料，对比了它们的防腐蚀性能。它们是纯的磷酸锌、HEUCOPHOS、ZPA，HEUCOPHOS ZPO和HEUCORIN RZ。防锈颜料方案见表4.
表4 防锈颜料测试方案
按照复配的颜料比例磨浆并配制成涂料，测试4种防锈颜料对涂料颜色、黏度、贮存稳定性、活化期及涂膜耐盐雾性能等的影响，结果见表5。
表5不同防锈颜料对涂料和涂膜性能的影响
由表5可知，方案3与方案4均能满足设计要求，但是从成本考虑，方案3最合适。以上方案中防锈颜料的缓蚀、钝化作用，搭配云母粉的屏蔽作用，起到了良好的防腐蚀效果。
2.3 分散剂的选择
在水性涂料中，离子型分散剂对漆膜的耐水性、耐盐雾性能影响很大。因此，在环氧底漆中一般选择非离子型的润湿分散剂。固定其他要素不变，只改变润湿分散剂，评价不同润湿分散剂对涂料及漆膜性能的影响，结果见表6。
表6 分散剂对涂料及漆膜性能的影响
从表6可以看出，ADDITOL VXW 6208的综合性能更好，对体系有较好的分散效果，对耐盐雾性能影响较小，耐盐雾性能达到了720h，最终选择ADDITOL VXW 6208作为体系的润湿分散剂。
2.4 其他助剂的选择
水性涂料以水为分散介质，水的表面张力高，有72达因，因此，为了涂料在基材上充分展布，需要加入基材润湿剂，防止因润湿不良造成缩孔等弊病。
水性涂料在施工时、尤其是高湿度情况下，会有闪锈的风险，在配方里要加入防闪锈助剂；另外，成膜物质粒子的软化、涂料的保湿，都需要高沸点的成膜助剂；除此之外，根据需要还要进行防沉、消泡、pH值调节等的选择。
2.5 实验结果
通过影响因素的分析，优化后的水性环氧底漆性能检测结果如表7所示。
表7 水性环氧底漆性能检测结果
从表7可以看出，产品各项性能均能满足设计预期，漆膜柔韧性突出，干膜120μm可通过50cm冲击测试。同时，漆膜干燥性能优异，60 ℃烘烤2h可以达到2H硬度，同步测试的竞品只有硬度F。
3、结 语
（1）本试验采用柔韧性环氧树脂作为A组分的主树脂，获得了韧性很好的漆膜，使用高固含、低活泼氢当量的固化剂，降低了涂料配方的成本。涂料以水为分散介质，不燃不爆，使用不含重金属的环保型防锈颜料，符合国家的环保要求。
（2）本试验产品耐盐雾性能优异，达到700h，干燥速率快，柔韧性好，特别适用于工程机械及一般工业防腐等领域。
（3）目前水性涂料的成本仍然较高，常温干燥对环境条件要求较苛刻，这些都对产品的应用推广造成很大的障碍，也是亟待解决的难题。
参考文献（略）
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