提高水性环氧防腐底漆耐盐雾性的办法

（长沙新德航化工有限公司  卢学军）

用水性环氧制作底漆具有附着力好，涂膜致密，耐腐蚀，耐水，耐盐雾等诸多优秀的性能。到底何种体系的水性环氧体系具有更高的耐盐雾性呢？本文从分子结构和防腐原理入手，详细分析了影响耐盐雾性的多种因素，可为水性环氧防腐底漆的配方设计提供参考作用。

关键词：树脂固化体系  湿态附着力  乳胶粒子  Tg   憎水性  自乳化 交联密度

1、 使用助剂，提高碳钢钝化膜的质量。如钝化型抗闪锈剂，可增强干态和湿态的附着力；如水分子阻换剂，将粘接界面变成疏水型；如硅烷偶联剂，可提高界面附着力。

2、 提高涂膜干态和湿态下的附着力，需要选择一个合适的树脂固化体系。亲水基含量相对较高的体系往往湿态粘接强度差，水分子渗透到界面的可能性大增。

2-1 固化后的涂膜疏水性越强，水分就越难以渗透。

2-2 固化后的涂膜跟底材的湿态附着力越好，水分就难以渗透到界面。一方面取决于体系产生的羟基越多，跟底材的附着力越好，如多氨基的固化体系，另一方面取决于体系的憎水性和湿态下剥离强度要高。

2-3经过钝化的金属界面附着力更优。

3、 涂膜的Tg>35°C,这样盐雾试验中，涂膜不会软化，变形小就不易起泡。需要选择一个合适的树脂固化体系。

3-1油性环氧的很容易Tg>35°C,因为均相体系中环氧树脂分子和固化剂分子充分接触缠绕，水性环氧则不同，以下因素会制约其交联度。

3-1-1 乳胶粒子的大小，粒子越粗，粒子中间部位很难接触到树脂或固化剂的分子，交联密度下降，体现为涂膜硬度不够。反之，则固化度提高，Tg提高。

3-1-2 树脂和固化剂的相容性，影响接触机率。

3-1-3二者的配比取决于残留量，树脂残留多，则固化剂要减量。

 3-1-3-1，固化剂为水溶性的，树脂为乳液，则树脂残留多，所以固化剂要适当减量；如EP750/MH6610

3-1-3-2树脂固化剂均为乳胶粒子，则树脂固化剂均会残留，粒子大的组分残留多，可考虑等当量；

3-1-3-3自乳化环氧树脂乳化油性固化剂的体系，硬度上来相对较慢，树脂固化剂均会残留，但树脂残留多，固化剂残留少，所以固化剂要适当减少；如：EP750/MH6600，EP750/MH6616

3-1-3-4水乳型固化剂乳化油性环氧的体系，硬度上来相对较慢，树脂固化剂均会残留，但树脂残留多，固化剂残留少，所以固化剂要适当减少；如：MH6618/128

3-1-3-5乳液型自乳化固化剂配合自乳化环氧体系，二者可相互乳化，相容性较好，二者接触充分，尽管二者均有残留，但相对残留少，可考虑等当量配比。该体系相对具有更高的耐盐雾参数。如：EP750/MH6618

3-1-4 固化剂分子中氨基和刚性基团的数量。氨基多，交联度高，刚性基团多，Tg和涂膜硬度相对就较高，所以不易起泡。如：EP750/MH6605

3-2 固化的温度和时间，影响交联度，从而能影响Tg。

3-3 固化体系的活化能，影响交联度和固化速度,从而能影响Tg。

如：EP750/MH6600，EP750/MH2805

4、 合适的颜基比，使树脂能充分浸润颜料体系。一般PVC在25-35%是比较合适的选择范围，

5、 形成碱性涂膜，可阻止电化学反应，防止析出氢气导致鼓泡，一个合适的树脂固化体系。

5-1腐蚀发生的电化学反应：

在一般情况下，只要水中有0.4摩尔/升的盐的浓度，钠和氯离子就可以穿过涂膜扩散，因此在有盐雾的情况下，下列阴极反应就可能发生：

阴极：有氧存在时：O2 + 2H2O + 4e =4OH-
                    无氧存在时：2H+ + 2e=H2   (因为水存在电解平衡：OH- + H+ = H2O)

对应的阳极也发生以下反应：

         阳极：Fe-2e=Fe2+   

阴极和阳极反应的结果，生成氢氧化亚铁，随后氧化成带结合水的三氧化二铁。

离子透过涂膜比水和氧盐慢得多，涂膜所含羟基离节后使其带负电，因此会选择性的吸收阳离子透过涂膜（如钠离子）。经研究证实，阳离子透过涂膜结果使得涂膜起泡脱落。

 5-2无氧存在时会产生氢气，这就是上面说到的涂膜发生鼓泡的另外一个原因。

从以上两个阴极反应可以看出只要涂膜的PH值呈碱性且很高的话，反应就不会向右进行从而阻止了氧分子的溶解；在无氧存在时由于PH较高，这样H+浓度就非常的低，释氢反应就不会发生。故就抑制了阴极反应，没有了阴极反应阳极反应自然也就大大减低了。阴阳两极反应的停止就阻止了电子的传递，故涂膜的电阻就不会降低同时保持良好的防腐性。

6、 颜填料的选择。尤其是防锈颜料的选择.防锈颜料分为物理防锈和化学防锈两种，前者有云母氧化铁和超细云母粉，这些片状物料能增强漆膜的致密性，对腐蚀介质起屏蔽作用，降低渗透率；后者如铅系、铬酸盐、磷酸盐颜料，原采用磷酸锌和三聚磷酸铝，后在配方中使用一种新型的复合磷酸铝为主防锈颜料，以磷酸锌和三聚磷酸铝为辅，磷酸盐离解产生的磷酸根可使金属表面钝化，引起阳极极化，而锌粒子和铝离子则在阴极反应引起阴极极化。可大大提高涂膜的防锈能力。

7、交联密度(参照第3点)，需要一个合适的树脂固化体系。

7-1乳胶粒子的大小，影响树脂和固化剂的混合均匀度，从而影响交联度。选择粒径小的环氧或者固化剂乳液，具有更高的交联密度。

7-2多官能度的树脂和固化剂体系，提高交联密度。

7-3相容性好，成膜性好，影响混合均匀度和相互接触机率，从而影响交联度。

7-4合适的固化温度和时间。

7-5树脂和固化剂体系的活化能。活性高的环氧体系在相同温度

下具有更高的交联度和更快的固化速度。

7-6树脂/ 固化剂的当量比，影响交联度。

8、涂膜的的厚度

当然耐盐雾性能也跟涂膜的厚度也有相当大的关系，涂膜厚水氧分子要穿透涂层需要的时间就长。耐盐雾性与涂膜厚度成正比。

9、树脂中单官能团或增塑型乳化剂的含量

9-1外乳化类型通过添加乳化剂后相转变的方式乳化环氧，乳化剂有单环氧基的或者增塑型的，往往需要添加10-20%才能充分乳化环氧树脂，影响固化物的致密性和耐热性、硬度、耐腐蚀性等参数，自乳化性环氧乳液为双官能团环氧树脂接入亲水基，交联密度高，耐腐蚀性相对较高。

9-2．EP380\EP750自乳化环氧体系，配合胺类固化剂及碱性颜料固化后形成了碱性较高的涂膜，可阻止电化学反应，抑制腐蚀金属和防止阳离子堆积和析出氢气导致起泡。

10、环氧固化剂体系中亲水基和疏水基的相对和绝对数量

10-1亲水基含量高，如亲水型分子结构的固化剂，固化后的涂膜水分透入的机率大增，耐盐雾性受影响。

10-2反之，疏水基含量高，如油性固化剂，固化后形成的涂膜具有天然憎水性，湿态附着力提高，水分透入的机率减少，耐盐雾性较高。

10-3亲水基和疏水基含量均高，相比单纯的亲水基含量高，固化后的涂膜具有一定的疏水性，耐盐雾性相对提高。

10-4环氧固化剂体系相对较少的亲水基具有更高的憎水性、湿态附着力和耐盐

参考资料：

1、水性环氧涂料防腐涂料耐盐雾性能研究  曾凡辉  陈红梅 谢续江（株洲时代绝缘有限责任公司 湖南 412001）

2、水性环氧涂料耐盐雾性影响因素的研究  沈春华 杜飞飞 姚唯亮  金贤君  （上海涂料有限公司技术中心 上海 200062）

3、水性环氧体系对金属防腐底漆耐盐雾性的影响 卢学军（长沙新德航化工有限公司 湖南长沙 410000）

4、涂料盐雾 百度文库

5、提高涂料耐盐雾性的办法  百度文库