一种涉水内涂防腐粉末产品的研究

作者：卓顺坪 黄 文 ( 福建万安实业集团有限公司 )

摘要：本文阐述了一种涉水内涂防腐粉末产品的制备方法及其性能检测，重点描述改善防腐粉末的附着力性能。对配方中的催化剂，附着力促进剂，防流挂助剂含量对粉末产品的附着力性能及流挂的影响进行实验。结果 表明1.5%的催化剂，3%的附着力促进剂，1‰的防流挂助剂为配方最佳配比。

0 引言 

金属被腐蚀的本质是金属发生氧化反应，金属原子失去电子转化为离子。金属被腐蚀时一般通过两种途径：一种途径是金属表面直接与周围环境中的介质进行化学反应，从而破坏金属表面，形成腐蚀，这种腐蚀称为化学腐蚀。化学腐蚀常常发生在高湿的环境中，其生成的产物是直接附着在发生腐蚀的位置；另一种途径是金属材料与电解质溶液接触，发生电子得失破坏金属表面，这种腐蚀称为电化学腐蚀。电化学腐蚀过程中有电流生成的，对于涉水条件下金属一般发生电化学腐蚀。电化学腐蚀最大的原因是金属在电解质中，因各部的电位不同，从而产生电位差。在发生腐蚀时，将其阳极破坏掉，最常用保护手段是阴极保护法。阴极保护法又分为牺牲阳极的阴极保护法和外加电流法两种方法。可以有效的防止阴极被破坏。本文主要叙述防腐粉末涂料内涂在镀锌管件上。粉末涂料是一种无溶剂的环保型涂料品种。而防腐粉末涂料的组成部分一般为：环氧树脂、固化剂、填料、颜料、助剂。本实验采用的是环氧树脂与酚类固化剂进行固化。其反应方程式：

以上可看出酚类固化剂中的酚羟基是亲电基团由其进攻电负性较强的环氧基，使其反应交联，让涂膜具有较好的耐化学品和机械性能。此外，环氧树脂本身具有极佳的附着力和优良的耐化学品特性，故防腐粉末一般采用环氧树脂进行生产。 

1 实验部分 

1.1 原材料选择 

环氧树脂，酚类固化剂，绢云母填料，金红石钛白粉，铁黄颜料，炭黑颜料，2-甲基咪唑，附着力促进剂，流平剂，增光剂，消泡蜡。备注：本实验原材料选择条件应符合GB 4806.10—2016 《食品安全国家标准食品接触用涂料及涂层》里的要求。 

1.2 实验仪器 

实验磨粉机：ACM-05，圣士达涂装；双螺杆挤出机：SLG-32，圣士达涂装；静电喷枪：ZF-816，德清志恒涂装设备；涂层测厚仪：NIX4500，德国尼克斯；光泽计：XGP 60，天津市信通光达科技；涂膜冲击仪：QCL，深圳成企鑫科技；电热恒温鼓风干燥箱：101A-1，上海有丰科学仪器有限公司。 

1.3 涉水内涂防腐粉末产品的制备 

按表1配方精准称量原料，经实验室用混料锅混料，使用SLG-32双螺杆挤出机挤出后压片，经ACM-05实验磨粉机粉碎，过160目筛网，使用ZF-816静电喷涂枪热喷喷涂在按GB/T 28897-2012中7.1的技术要求进行处理的镀锌管件上，预热温度为15 min @ 180 ℃，后将其使用101A-1电热恒温鼓风干燥箱进行固化，固化条件为15 min @ 200 ℃。 

1.4 性能检测 

按照GB/T028897-2012 《钢塑复合管》当中的7.2.2、 8.12和附录B的检测要求进行检测。 

2 结果分析与讨论 

2.1 催化剂用量对附着力和流挂的影响 

参考表1的初始配方，去除附着力促进剂和防流挂助剂，调整催化剂2-甲基咪唑的用量。考察催化剂用量对附着力和流挂的影响。

按照GB/T028897-2012中的附录B进行附着力测试，如表2。

由表3可知催化剂的用量多少会对粉末的附着力性 能产生影响，催化剂用量越大，其附着力性能越好。当催化剂用量达到配方总量的1.5%时，对粉末产品的附着力性能的影响达到最大值。由图1知催化剂的用量多少影响粉末产品的流挂现象，不加2-甲基咪唑催化剂时产品流挂严重，当2-甲基咪唑含量达到1.5%时，对产品的流挂现象影响达到最大值。 

2.2 附着力促进剂用量对附着力的影响 

参考表1的初始配方，去除防流挂助剂，加入的催化剂用量为1.5%，调整附着力促进剂WA-B-019的用量。考察附着力促进剂用量对附着力的影响。按照GB/T028897-2012中的附录B进行附着力测试，如表3。

由表3可知，附着力促进剂的用量大小对附着力性能有着直接明显的影响，当附着力促进剂的用量达到配方总量的3%时，粉末产品的附着力性能将达到最好。 

2.3 防流挂助剂用量对流挂的影响 

参考表1的初始配方，加入的催化剂用量为1.5%，附着力促进剂含量为3%，调整防流挂助剂WA-B-060的用量。考察防流挂助剂用量对流挂的影响，加入不同含量的防流挂助剂其效果如图1。

由图2知加入的防流挂助剂会大幅度改善粉末产品的流挂现象。当防流挂助剂达到1‰时，涂膜外观和防流挂效果达到最好。防流挂助剂含量在1‰以下时，涂膜性能平整但是会出现流挂现象。防流挂助剂含量在1‰以上，虽然不会出现流挂现象，但是涂膜表面粗糙。 

2.4 配方生成与总性能检测 

由文中3.1、3.2以及3.3中分析可得出最佳配方，如表4。

按照GB/T028897-2012《钢塑复合管》当中的7.2.2、8.12和附录B对环氧防腐粉末的性能要求进行检测得出总检测性能，如表5。

由表5可知，该产品性能符合GB/T028897-2012《钢塑复合管》当中的7.2.2、8.12和附录B对环氧防腐粉末的要求。

3 结论 

综上所述，选用符合GB 4806.10—2016《食品安全国家标准食品接触用涂料及涂层》要求的原材料进行实验，对实验生产出来的粉末产品的附着力和流挂现象进行研究分析，结果表明：

1、催化剂用量越大，其附着力性能越好。当催化剂用量达到配方总量的1.5%时，对粉末产品的附着力性能的影响达到最大值且当催化剂含量达到1.5%时，对产品的流挂现象影响也达到了最大值。

2、附着力促进剂的用量大小对附着力性能有着直接明显的影响，当附着力促进剂的用量达到配方总量的3%时，粉末产品的附着力性能将达到最好。

3、防流挂助剂会大幅度改善粉末产品的流挂现象。当防流挂助剂达到1‰时，涂膜外观和防流挂效果达到最好。

来源：粉末涂料与涂装 2023-1