通用性环氧底漆的配方解析与点评升船机
2022-11-10 18:33:55 高田机械网
通用性环氧底漆的配方解析与点评
【中国牛涂网，NTW360.com新闻资讯】
点评嘉宾：高原 高敬民
简介：通用性环氧底漆通常以双酚A 型相对分子质量低的环氧树脂为主要成膜物质，添加活性防锈颜、填料（包括多功能填料）、助剂等制备而成A组分。B组分通常采用聚酰胺树脂或腰果酚改性酚醛胺为固化剂，加入少许溶剂；2 种组分按照一定的配比制备而成通用型环氧底漆。
用途：通用环氧底漆用于金属与非金属等基面上的底涂，一般以铁红、灰色（用于黑色金属或非金属基材）或黄绿色（用于镀锌板或铝材）为主okmart.com。可与醇酸、氯化橡胶、乙烯基漆、环氧面涂、双组分聚氨酯、丙烯酸等面涂配套。
主要性能：1）有良好的流平性和湿润性；2）对钢、镀锌钢铁与非金属混凝土等有良好的附着力；适合于湿喷砂处理的基底（有潮气）上施工；3）涂膜具有良好的抗水和抗腐蚀性；4）涂料体系的固化温度可低至5 ℃；5）在建造过程中，可用本底漆修补焊缝和环氧漆破损处，有良好的阴极保护适应性；6）对环氧漆和聚氨酯漆，可有很长的涂装间隔时间（内部）。
下面以黄绿色双组分聚酰胺固化环氧底漆为例，介绍环氧底漆配方的基本原理和原材料使用原则。
使用比例：wA ∶wB=4 ∶ 1 或5 ∶ 1
施工工艺参数：A、B 组分混合后熟化期：20 ~ 30 min；空气喷涂：稀释比例0 ~ 10%；刷涂或辊涂：稀释比例0 ~ 5％；无气喷涂：直接使用或适量稀释剂；使用期限：6 h；完全固化7 d。
【点评】
通用性环氧底漆原材料的选择遵循以下原则。
1 ·环氧树脂的选择
从双酚A 型环氧树脂分子中羟基含量和反应活性来考虑，常用的为E-20 和E-44，综合比较且考虑成本因素，一般采用E-20。E-44 环氧树脂挥发分较少，环氧值也较高，这样交联密度也较高，使制成的涂层致密性高。也可采用两者拼合取长补短。遇润湿性较差的基材时，可拼入5%~10%的液体酚醛树脂，参与交联反应并可改善涂膜韧性，同时可作为防渗防锈剂提高涂膜润湿性能。
2· 固化剂的选择
常用的固化剂有巴陵石化593 固化剂、三木集团T31、650固化剂、济南运嘉YJC-1041 固化剂、美国卡德莱NX-5444 等。
593 固化剂是二亚乙基三胺和环氧丙烷丁基醚加成反应的产物，能在室温下和环氧树脂起固化反应，具有较好的韧性和弯曲、冲击强度，但成本较高。T31 固化剂是多胺、甲醛、苯酚经曼尼希反应加成而成的多元胺，是无毒等级的固化剂，应用安全，能在低温下固化，也在湿度80%和水下应用，固化收缩率较小。650 固化剂是一种聚酰胺类固化剂，结构中含有较长的脂肪酸碳链和氨基，可使涂膜具有高的弹性、黏结力及耐水性，它的施工性能较好，加入比例宽泛，毒性小，可在潮湿的金属和混凝土表面施工，缺点是固化速度较慢，耐热性比较低，热变形温度低。YJC-1041固化剂是腰果酚改性酚醛胺固化剂，在-5~10 ℃也能与环氧树脂完全固化，其具有的特点非聚酰胺所能比。此固化剂含有苯环，与双酚A 型环氧树脂有更好的兼容性从而降低了涂料的黏度，且有着很好的渗透性，故能在带锈表面上涂装；其所含羟基能增加固化剂的极性，对底材的润湿性和黏结性可增强，因此可用于低表面处理级别的钢材表面。NX-5444 改性酚醛胺固化剂是美国卡德莱的产品，固化快，涂膜起硬度快，韧性好，可超低温固化，适用于高固分体系或快速固化体系，效果优异，但成本较高。在这几种固化剂中，一般选用650 聚酰胺和YJC-1041 固化剂，性能比较综合。前者成本较低，后者性能优异，适用性好。
3· 颜填料的选择
防腐蚀涂层一般是通过屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用来保护金属基材免受腐蚀。对于通用性防锈蚀底漆，考虑配方成本和实际使用要求，采用屏蔽作用足以达到一般性防锈蚀目的。但考虑到在铝合金基材上的使用，我们采用了锌铬黄加锶铬黄的方式来解决对铝材及铝合金底材的附着力，效果良好。如果仅仅是用在钢铁表面，用氧化铁红或填料取代即可。出于环保方面的考虑，也可采用磷酸盐防锈颜料替代重金属颜料降低对环境的危害，虽然成本会增加，但防腐性能完全满足技术要求。
通用性环氧底漆涂料选择钛白粉、氧化铁红和绢云母粉作为一般防锈颜料（钛白粉、氧化铁红、炭黑同时也起到漆膜的遮盖作用）。它们耐热性高，具有良好的耐候性，对光、水和大气的作用很稳定，而且能强烈吸收紫外线，从而使所保护的物体免受紫外线的破坏，用于防腐涂料中是基于其制得的涂膜致密，对所覆盖物品起物理屏蔽作用，同时它对底材有防锈能力，能耐腐蚀气体，耐碱，着色力好，遮盖力强，价格也低。
采用湿法工艺制得的绢云母粉，具有极薄的二维片状构造、片片叠加，可弯曲，抗龟裂，耐酸碱，电绝缘性强，在介质中悬浮性好，对紫外线有较好的屏蔽效应。其在涂膜中以片状定向上下平行排列，而其纵横比相当高，因此容易形成较致密的保护层，使涂膜强度、抗渗透性和弹性都有一定的提高。
陶瓷空心微珠（中空陶瓷微珠）是一种中空的标准圆球状粉末。内部充斥CO2 气体的封闭微型球体。化学成分为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁和硅酸钠等。壁厚是直径的1/8，质量轻、体积大、导热系数低、抗压强度高，分散性、流动性和稳定性好，另外，还具有绝缘、自润滑、隔音、不吸水、耐火、耐腐蚀、防辐射和无毒等优异性能。
沉淀硫酸钡和滑石粉在底漆里的作用，主要是提供干膜的致密性，同时，滑石粉还能提供涂膜滑爽性，保证打磨性的良好（滑石粉在体系中用量不小于8%，就有很好的打磨性）。就涂膜中填料几何形状组成而言，无定性状的沉淀硫酸钡和滑石粉，与圆形的陶瓷空心微珠和细鳞片状的娟云母粉组成立体网状结构，大大增加了涂膜的致密性，起到了极好的屏蔽作用，这种组合比采用少量防锈颜料的涂膜性能更好。
4· 助剂的选择
1）附着力促进剂的选择
附着力促进剂的选择，不仅要考虑底漆对基材间的附着力，还要考虑底漆与上层中涂或面漆层间附着力，很多附着力促进剂只有单向作用，用量稍大，层间附着力就会变差。添加适量的硅烷偶联剂，不仅可提高颜填料粒子与环氧树脂的黏结能力，而且还能与成膜物质粒子之间形成化学键或氢键，从而阻止防腐因子的迁移，使涂层与底材的附着力大大增强，提高了涂层的耐腐蚀性。附着力促进树脂LTW 是一种较好的不含硅酮非离子性的助剂型树脂，具有广泛的相容性，用于改善不同基料如金属铝、铝合金、锌、不锈钢、电镀面等的附着性有极佳效果。也可增加无机物以及某些塑料涂料的内层附着力。对于有些基材，附着力促进树脂LTW 还能提高室温和低温时的柔韧性。
2）其他助剂的选择
由于原料中含有密度较大的填料，所以必须使用防沉剂。使用价格适中的有机膨润土进行预凝胶处理，其效果甚好。但有机膨润土用量过大，可导致涂膜耐水性严重下降；如果单独使用沉淀二氧化硅，高比表面积的二氧化硅的双刃剑作用（用量大，必须有严格的细度要求，用量小，效果不明显），导致涂膜产生针孔，影响涂膜性能。所以同时采用沉淀二氧化硅和膨润土来相互补充防沉效果与性能的不足。
一般环氧底漆的细度要求不高，也没必要为细度增加成本，没有特殊情况和涂膜病态出现，同时环氧底漆成膜的表面张力不大，溶剂梯度挥发均匀，为避免涂膜层间附着力变差，不建议底漆采用分散剂和消泡剂。