濟(jì)南立朗商貿(mào)有限公司

    今年來，我國環(huán)保意識(shí)正在逐漸增強(qiáng)，發(fā)展環(huán)保型涂料已成為涂料行業(yè)的大趨勢(shì)。傳統(tǒng)溶劑型涂料中含有大量揮發(fā)性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物(VOC)，在生產(chǎn)和使用過程中，這些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑會(huì)揮發(fā)進(jìn)入大氣中，對(duì)大氣造成污染，給人類健康帶來危害。低VOC涂料已成為科研工作者們研究的熱點(diǎn)問題，其中發(fā)展高固體分涂料、水性涂料、粉末涂料和輻射固化涂料等新型涂料已成為主要。
    金屬材料由于具有優(yōu)良的機(jī)械性能在各行各業(yè)中應(yīng)用廣泛，但其腐蝕會(huì)帶來很大的危害和巨大的損失，全世界每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到萬億美元，是火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害的總和，因此研究金屬的防腐方法，控制金屬腐蝕對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。防止金屬腐蝕較常見的措施之一就是采用涂層來隔絕金屬基體與周圍介質(zhì)的接觸。隨著各行各業(yè)的發(fā)展，防腐涂料市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)僅次于建筑涂料位居第二，因此了解防腐涂料的發(fā)展?fàn)顩r以及未來發(fā)展方向具有重要意義。
    環(huán)氧樹脂是一種具有線性結(jié)構(gòu)的高分子材料，平均每個(gè)分子含有2個(gè)或2個(gè)以上環(huán)氧基，主要由雙酚A和環(huán)氧氯丙烷合成，其結(jié)構(gòu)中含有的羥基以及環(huán)氧基能與酸酐、酚醛樹脂、多異氰酸酯、聚酰胺樹脂等發(fā)生反應(yīng)而得到不同結(jié)構(gòu)、不同性能的環(huán)氧樹脂涂料。其結(jié)構(gòu)決定了環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘結(jié)性、附著性、穩(wěn)定性、耐化學(xué)品性、絕緣性及機(jī)械強(qiáng)度等，由其得到的環(huán)氧樹脂涂料具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、較強(qiáng)的金屬附著力，同時(shí)也具有較好的耐化學(xué)藥品性、耐油性和較強(qiáng)的耐堿性，在防腐涂料領(lǐng)域占有重要地位，是涂料工業(yè)中重要的支柱產(chǎn)品之一。常用的環(huán)氧樹脂難溶于水，易溶于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系溶劑不僅價(jià)格高，而且有毒、易揮發(fā)，不符合環(huán)保要求。因而環(huán)保型環(huán)氧樹脂涂料已成為涂料界科研工作者們的研究熱點(diǎn)之一。

1.水性環(huán)氧樹脂防腐涂料
    所謂水性環(huán)氧樹脂涂料是指通過物理或者化學(xué)的方法將環(huán)氧樹脂以微粒、液滴或者膠體的形式分散于水相中所形成的穩(wěn)定分散體系。由于它是以水作為分散介質(zhì)，避免了因有害易揮發(fā)性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物對(duì)環(huán)境造成的破壞。除此之外，和傳統(tǒng)的溶劑型涂料相比還具有操作性能好，施工工具可用水直接清洗；對(duì)大多基材具有良好的附著力，并可以與水泥或水泥砂漿配合使用；可在室溫和潮濕的環(huán)境中固化，使用范圍廣，能與其他水性聚合物體系混合使用，在性能上相互彌補(bǔ)等優(yōu)點(diǎn)。然而它在應(yīng)用性能上還存在一些不足，如表干時(shí)間長、水的表面張力較高、難以潤濕基材；顏填料易于聚集沉淀；水的導(dǎo)電率高，易使金屬腐蝕；固化不充分等。因此，要使水性環(huán)氧樹脂涂料得到更加廣泛的應(yīng)用，必須解決這些問題。
早期環(huán)氧樹脂產(chǎn)品是通過直接加入乳化劑進(jìn)行乳化，再通過劇烈的機(jī)械攪拌作用，獲得乳液粒子，此方法獲得的粒子粒徑較粗，成膜困難，限制了其廣泛使用；后來發(fā)展為水溶性固化乳化油性環(huán)氧樹脂，此種方法仍然存在問題即固化劑濃度高，表面固化快，使得漆膜中的樹脂和固化劑分布不均勻，從而影響其性能；較后發(fā)展為通過化學(xué)改性等方法在固化劑和環(huán)氧樹脂上連接非離子型表面活性劑的水性環(huán)氧體系，該體系中的環(huán)氧樹脂和固化劑兩組分分布均勻，分散比較穩(wěn)定，可得到均勻的漆膜，同時(shí)還具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、電絕緣性能等，從而廣泛用于石油化工、冶金、五金交電、汽車、船舶等領(lǐng)域的防腐。首先采用雙酚A型環(huán)氧樹脂與非離子表面活性劑反應(yīng)，合成了反應(yīng)型水性環(huán)氧乳化劑，再將具有表面活性的分子鏈段引入到環(huán)氧樹脂分子鏈中，用相反轉(zhuǎn)技術(shù)制備了水性環(huán)氧樹脂乳液，以聚醚型水性環(huán)氧樹脂作為固化劑以改善乳液與固化劑的相容性，較終制備出雙組分水性環(huán)氧防腐涂料，這種涂料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐水性、耐鹽水性及耐鹽霧性，施工有效期長達(dá)6h。同濟(jì)大學(xué)采用環(huán)氧樹脂乳液和水性環(huán)氧樹脂固化劑制得一種新型高性能雙組分涂料，其中采用的環(huán)氧樹脂乳液是由環(huán)氧樹脂經(jīng)過由端基分別為環(huán)氧基和羥基的聚合物型乳化劑乳化制得，此種乳化劑是由環(huán)氧樹脂與具有表面活性的聚醚二元醇在路易斯酸催化劑存在下反應(yīng)生成，水性環(huán)氧固化劑是通過由多乙烯多胺經(jīng)封端、加成、成鹽工藝改性而獲得。較終得到的新型水性環(huán)氧樹脂涂料具有穩(wěn)定性好、耐磨性強(qiáng)、適用期長、涂膜硬度高等特點(diǎn)。
    近年來，涂料行業(yè)很多學(xué)者主要在縮短水性環(huán)氧涂料施工周期和改善其表面性能方面做出了巨大的努力。選用高環(huán)氧值、低黏度改性環(huán)氧樹脂作為基料樹脂，以及按一定比例的曼尼斯堿和腰果酚酚醛胺配制而成的固化劑，搭配自制觸變性漿體、多活性端基低黏度聚合物、活性稀釋劑、緩蝕型顏填料及助劑制備了一種雙組分噴涂型無溶劑超厚膜環(huán)氧重防腐涂料，這種防腐涂料固含量高、無溶劑揮發(fā)、涂層性能優(yōu)異，完全滿足海港工程相關(guān)技術(shù)規(guī)范的技術(shù)要求，施工過程不受試用期和涂裝環(huán)境溫度的影響，涂層厚度可達(dá)到1000~1500μm，大大地縮短施工周期和提高涂裝效率，滿足防腐工程施工周期短、工程進(jìn)度快的要求，在重防腐領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.無溶劑型環(huán)氧樹脂防腐涂料
    無溶劑環(huán)氧樹脂涂料也是環(huán)保性涂料之一，它在固化成膜的過程中不向空氣中排放揮發(fā)性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系物，其成分較終全部成為涂膜組分，因此也具有較好的施工安全性，不會(huì)因溶劑揮發(fā)而造成安全隱患，符合環(huán)保要求，同時(shí)也不會(huì)因溶劑揮發(fā)而造成漆膜收縮等弊端。無溶劑環(huán)氧及其改性涂料的防腐性能好，固含量可高達(dá)高標(biāo)準(zhǔn)，涂層無小孔、抗?jié)B性能好，不僅清理了人員中毒事故和火災(zāi)的危險(xiǎn)，還可減少設(shè)備通風(fēng)，避免因溶劑揮發(fā)造成的資源浪費(fèi)；無溶劑環(huán)氧及其改性涂料是厚涂型涂料，每次涂層厚度可達(dá)100μm以上，甚至可達(dá)700μm；涂層結(jié)合強(qiáng)度高、收縮率小，減少了施工道數(shù)。目前國內(nèi)外研制的無溶劑型環(huán)氧防腐涂料主要有兩種：粉末涂料和液態(tài)無溶劑環(huán)氧涂料，前者是一種以中相對(duì)分子質(zhì)量或高相對(duì)分子質(zhì)量的固體環(huán)氧樹脂制成的固態(tài)粉末狀涂料，后者是用反應(yīng)性活性稀釋劑作為溶劑，溶劑在固化過程中不會(huì)揮發(fā)，而是與環(huán)氧樹脂發(fā)生固化反應(yīng)，較終成為了漆膜中的一部分。但是無溶劑環(huán)氧樹脂防腐涂料仍然存在一些問題，首先體系黏度大，導(dǎo)致施工適用期和表干時(shí)間之間存在矛盾，給施工帶來不便；其次是生產(chǎn)設(shè)備投入資金大，使涂料價(jià)格昂貴；較后是它的機(jī)械性能不理想以及抗陰較剝離性能達(dá)不到要求。這些都限制了無溶劑涂料的廣泛使用，但是針對(duì)這些問題，不少研究者做出了很大的努力。
    黏度雙酚A型環(huán)氧樹脂作為基料，以腰果酚改性胺為固化劑再添加阻隔性強(qiáng)的片狀填料和各類助劑研制了一種無溶劑環(huán)氧防腐涂料。