隨著國(guó)家保衛(wèi)藍(lán)天計(jì)劃的推進(jìn)，涂料的水性化是大勢(shì)所趨，而水性化中防腐性能無法有效達(dá)到溶劑型涂料，是推進(jìn)水性化的一個(gè)阻力，如何有效提高涂膜的防腐蝕性能成為研究的熱點(diǎn)[1-3]，水性環(huán)氧富鋅涂料的高防腐性是必須攻克的難題。本文的研究重點(diǎn)是如何制備低膜厚下高防腐的水性環(huán)氧富鋅涂料。水性環(huán)氧富鋅涂料由于鋅粉與水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋅粉的失效，在鋅粉組分中不能含有水，現(xiàn)行業(yè)內(nèi)有兩種制備方法：1）水溶性環(huán)氧樹脂和鋅粉作為甲組分，胺類固化劑作為乙組分；2）改性胺類固化劑和鋅粉作為甲組分，水性環(huán)氧分散體作為乙組分。第一種方案的特點(diǎn)是制漆工藝要求低，高防腐要求難達(dá)到，適用期短，產(chǎn)品施工要求高；第二種方案的特點(diǎn)是制漆工藝要求高，可以實(shí)現(xiàn)高防腐性要求，適用期長(zhǎng)，產(chǎn)品施工要求低[4-6]。本文選擇第二種制備方式進(jìn)行高防腐水性環(huán)氧富鋅涂料的研發(fā)。

一、試驗(yàn)部分

1.1   原材料與儀器設(shè)備

改性胺類固化劑、水性環(huán)氧分散體、鋅粉、滑石粉、磷鐵粉、分散劑、潤(rùn)濕劑、水性防閃銹劑、消泡劑、觸變劑、硅烷偶聯(lián)劑。W101 巖田噴槍：日本巖田公司；Q-FOG鹽霧試驗(yàn)機(jī)：美國(guó)翁開爾公司；附著力（拉開法）測(cè)試儀：美國(guó)DeFelsko公司；涂層測(cè)厚儀，英國(guó)Elcometer公司；劃格器，上?，F(xiàn)代環(huán)境工程股份有限公司。

1.2   試驗(yàn)方法

1.2.1 水性富鋅涂料甲組分的制備

將改性胺類固化劑加入到容器中，依次加入分散劑、潤(rùn)濕劑以及鋅粉、滑石粉、磷鐵粉、消泡劑、觸變劑，攪拌分散60 min后，在通冷卻水的條件下3 000 r/min 高速分散3 h，細(xì)度≤50 μm后，用240目的濾網(wǎng)過濾制得水性富鋅涂料甲組分。

1.2.2 水性富鋅涂料乙組分的制備

將水性環(huán)氧分散體加入容器中，依次加入水性防閃銹劑、硅烷偶聯(lián)劑，在1 000 r/min下攪拌分散40 min，細(xì)度＜10 μm后，用360目的濾網(wǎng)過濾制得水性富鋅涂料乙組分。

1.2.3 水性富鋅涂膜的制備

將水性富鋅涂料甲組分和乙組分按照規(guī)定配比調(diào)漆，加去離子水稀釋，參照GB 1727—1992《涂膜一般制備法》中的制板方式進(jìn)行測(cè)試樣板的制備，常溫流平15 min后，70 ℃烘烤40 min，然后常溫養(yǎng)護(hù)7 d后進(jìn)行涂膜性能測(cè)試。

1.3 測(cè)試方法

參照GB/T 5210—2006進(jìn)行涂膜的附著力（拉開法）測(cè)定；參照GB/T 9286—1998進(jìn)行涂膜的附著力測(cè)定；參照GB/T 1733—1993《涂膜耐水性測(cè)定法》進(jìn)行涂膜的耐水性測(cè)定；參照GB/T 1771—2007進(jìn)行涂膜耐鹽霧性測(cè)定；參照GB/T 1740—2007進(jìn)行涂膜耐濕熱性測(cè)定。

二、結(jié)果與討論

2.1   不同環(huán)氧分散體和改性胺類固化劑的選擇

水性環(huán)氧富鋅涂料的成膜物質(zhì)對(duì)涂料性能具有決定性的影響，針對(duì)水性環(huán)氧分散體，在鋅粉涂料體系中混合不破乳是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的指標(biāo)。水性環(huán)氧分散體制備工藝主要分為自乳化和外乳化，自乳化穩(wěn)定性好，細(xì)度小，外乳化穩(wěn)定性差，細(xì)度大。對(duì)比了5款水性環(huán)氧分散體，技術(shù)指標(biāo)見表1 ~ 2。通過表1 ~ 2對(duì)比，分散體A自身細(xì)度（D50）就達(dá)到55 μm，放置150 d后細(xì)度增長(zhǎng)到100 μm，調(diào)配涂料時(shí)直接破乳，常溫貯存性差，不適合富鋅體系；分散體B自身細(xì)度15 μm，放置150 d后細(xì)度增長(zhǎng)到40 μm，常溫貯存性差，調(diào)配涂料不破乳；分散體C自身細(xì)度15 μm，放置150 d后細(xì)度增長(zhǎng)到25 μm，調(diào)配涂料時(shí)細(xì)度110 μm，出現(xiàn)輕微破乳，不適合富鋅體系；分散體D自身細(xì)度5 μm，放置150 d后細(xì)度增長(zhǎng)到10 μm，調(diào)配涂料時(shí)細(xì)度50 μm，自身乳液穩(wěn)定性和對(duì)富鋅體系的適用性都很好；分散體E自身細(xì)度10 μm，放置150 d后細(xì)度增長(zhǎng)到30 μm，調(diào)配涂料時(shí)細(xì)度50 μm，自身乳液穩(wěn)定性稍差，與富鋅體系的適用性好。改性胺類固化劑作為環(huán)氧富鋅體系中防腐性能和機(jī)械性能的重要成分，類型選擇非常關(guān)鍵。改性胺類固化劑種類有改性聚酰胺、改性脂環(huán)胺和改性芳香胺，而適合水性環(huán)氧富鋅體系的固化劑非常少，主要是因?yàn)椋?）對(duì)于鋅粉的包裹能力和穩(wěn)定性差異大；2）防腐性能和機(jī)械性能差異大。選擇水性環(huán)氧分散體廠家對(duì)應(yīng)配套的胺類固化劑進(jìn)行涂膜性能測(cè)試，結(jié)果見表3。由表3可知，分散體A由于破乳，導(dǎo)致整個(gè)涂膜性能差；其余4個(gè)分散體耐鹽霧性排序?yàn)椋悍稚ⅢwD優(yōu)于E等于B優(yōu)于C。結(jié)合表1 ~ 2的數(shù)據(jù)，國(guó)產(chǎn)分散體在自身穩(wěn)定性和與富鋅體系的適用性上還需要持續(xù)改進(jìn)，此次乳液和固化劑選擇進(jìn)口的分散體D及其配套的改性胺作為后續(xù)配方的研發(fā)。

2.2 不同鋅粉含量以及鋅粉粒徑對(duì)涂膜性能的影響

不同鋅粉含量以及鋅粉粒徑對(duì)涂膜性能的影響見表4 ~ 5。環(huán)氧富鋅體系的防腐機(jī)理是通過犧牲陽(yáng)極鋅粉，從而保護(hù)陰極金屬基材，而涂膜中鋅的含量高低對(duì)防腐性能有明顯的影響，國(guó)標(biāo)規(guī)定涂膜中鋅粉＞60%以上的涂料才可以定義為富鋅涂料。通過表4的數(shù)據(jù)比對(duì)，涂膜的耐鹽霧性隨著鋅粉含量的增加先增加后降低，鋅粉含量從40%增加到80%時(shí)，耐鹽霧性從600 h增加到1 500 h，隨著鋅粉含量進(jìn)一步升高到85%，耐鹽霧性下降到900 h，其他力學(xué)性能也有所下降，這主要是配方中PVC太高，成膜物無法有效包裹鋅粉。通過對(duì)不同鋅粉含量的數(shù)據(jù)比對(duì)，選擇鋅粉含量80%作為后續(xù)的配方研發(fā)參數(shù)。由表5可知，不同鋅粉粒徑對(duì)涂膜的性能有影響，主要體現(xiàn)在耐鹽霧性上，鋅粉粒徑200目，比較粗，導(dǎo)致耐鹽霧性稍差，基本的耐鹽霧趨勢(shì)是隨著鋅粉粒徑的變化，目數(shù)越大，耐鹽霧性能越好，價(jià)格越貴，結(jié)合成本考慮選擇800目鋅粉進(jìn)行后續(xù)配方的研發(fā)。

2.3   水性防閃銹劑對(duì)涂膜性能的影響

水性環(huán)氧富鋅涂料作為直接與金屬基材接觸的底漆涂料，需要解決涂料成膜過程中的水與金屬鐵接觸時(shí)產(chǎn)生的銹點(diǎn)問題，出現(xiàn)的銹點(diǎn)一般稱為閃銹，最簡(jiǎn)便的解決方案是添加抗閃銹劑。市面上的抗閃銹劑一般分為兩類，一類是最常見的硝酸鹽，價(jià)格低廉，但具有生物毒性，還有致癌性，溶于水導(dǎo)致殘留在涂膜中影響耐鹽霧等性能；還有一類是有機(jī)金屬鹽和改性鋅螯合物，或者兩者混合使用，這類防閃銹劑具體控制閃銹的效果，同時(shí)在干燥過程中轉(zhuǎn)化成不溶于水的絡(luò)合物，不會(huì)影響涂料的耐鹽霧等性能，價(jià)格相對(duì)貴一些。針對(duì)水性防閃銹劑，篩選4種新型防閃銹劑和亞硝酸鈉一起進(jìn)行性能對(duì)比，結(jié)果見表6。  通過表6分析可以看出，不同類型防閃銹劑的閃銹效果有差異，防閃銹劑B、D和亞硝酸鈉效果最好，但對(duì)比耐鹽霧性，亞硝酸鈉最差，防閃銹劑B最好，相差1倍左右，有銹點(diǎn)的板面測(cè)試附著力也會(huì)下降一個(gè)等級(jí)。選擇防閃銹劑B進(jìn)行不同配方加量的性能測(cè)試，結(jié)果見表7。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，防閃銹劑含量為0.1%的板面有閃銹情況，≥0.3%的板面無閃銹；閃銹劑加量為0.3%時(shí)，耐鹽霧性最好，但其他加量對(duì)耐鹽霧性降低不明顯，說明防閃銹劑B對(duì)防閃銹效果好，對(duì)耐鹽霧性影響也不明顯。

2.4 涂層綜合性能

經(jīng)過對(duì)水性環(huán)氧分散體及固化劑種類、鋅粉含量、鋅粉粒徑以及水性防閃銹劑的篩選，進(jìn)行最佳配方的組合制備涂料，噴涂在拋丸粗糙度Sa2.5級(jí)的熱軋板上，流平10 min后70 ℃烘烤60 min，然后室溫養(yǎng)護(hù)7 d進(jìn)行涂膜性能測(cè)試，最終的涂膜性能見表8。由表8可以看出，制備的水性環(huán)氧富鋅涂料形成的涂膜機(jī)械性能優(yōu)異，抗閃銹性好，在拋丸板上40 ~ 50 μm的膜厚，耐鹽霧性達(dá)1 500 h，耐水性達(dá)1 000 h，耐濕熱性1 500 h無起泡，具有非常好的防腐性能，可以用于集裝箱等工業(yè)領(lǐng)域。

三、結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)水性環(huán)氧分散體和改性胺類固化劑的篩選，找到一款自身分散體穩(wěn)定性好、調(diào)配不返粗、耐鹽霧性優(yōu)異的配套體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鋅粉目數(shù)和含量的性能篩選，采用鋅粉含量80%、鋅粉目數(shù)800目制備的涂料防腐性能最佳。進(jìn)一步篩選合適的水性防閃銹劑及其用量，篩選出一款防閃銹性能好同時(shí)不影響耐鹽霧性能的產(chǎn)品，最終制備的高防腐水性環(huán)氧富鋅涂料在40 ~ 50 μm低膜厚條件下耐鹽霧性可以達(dá)到1 500 h，同時(shí)還有優(yōu)異的機(jī)械性能。

四、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購(gòu)買通道

零售：購(gòu)買50kg以內(nèi)，線上購(gòu)買，抖店直接下單購(gòu)買。

工廠業(yè)務(wù)：長(zhǎng)期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測(cè)、開具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務(wù)支持，項(xiàng)目保護(hù)。

業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院：提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、施工方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。