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引言

随着对易挥发有机物（VOC）控制日益严格，国内外对水性涂料原材料、成品及应用领域的研究力度得到空前提高。水性环氧涂料因为其施工适应性好、对很多种类的基材有较高的附着力、可以在常温以及潮湿的环境中固化等优点而被大量使用。但水性环氧涂料本身也存在缺陷：首先，由于水的表面张力较大，水性环氧涂料对于钢材的润湿性较差，容易出现缩孔、附着力差的问题；其次，在乳液制备的过程中，通常会在树脂链段上引入大量的亲水性基团，会大大降低水性环氧涂层的交联密度，从而影响了涂层的粘结强度；同时，大量亲水性基团的引入和交联密度的降低会导致涂层耐腐蚀性能降低。本研究从水性环氧乳液、水性环氧固化剂、颜填料等方面进行研究，通过耐腐蚀性能测试试验，开发出防腐性能良好的双组分水性环氧涂料配方。

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试验部分

1.1

主要原材料和设备

QXD涂料细度计、FED115烘箱、FA2004N电子天平、高速分散机等。

1.2

涂料的制备

按照表1配方中的量，首先加入去离子水、分散剂、消泡剂和润湿剂，高速搅拌均匀，随后加入湿法绢云母、硫酸钡、滑石粉、气相二氧化硅和石墨烯，搅拌均匀后，进行研磨，直至磨出的水浆细度低于60 μm。随后向磨好的水浆中加入防闪锈剂、杀菌剂和环氧树脂乳液（转速小于1 000 r/min，温度低于60 ℃），边搅拌边加入增稠剂调节体系黏度。最后用200目滤网过滤，得到A组分。将水性环氧固化剂和丙二醇甲醚混合均匀，200目滤网过滤制备得到B组分。

表1 水性环氧涂料配方

原材料

质量分比/%

原材料

质量分比/%

A组分

硫酸钡

15.0-20.0

去离子水

20.0~25.0

滑石粉

15.0~20.0

分散剂

0.5~1.0

气相二氧化硅

0.2~0.3

润湿剂

0.1~0.5

石墨烯

0.3~1.0

消泡剂

0.1~0.5

三聚磷酸铝

1.0~5.0

流平剂

0.1~0.5

磷酸锌

3.0~8.0

防闪锈剂

0.3~0.5

环氧树脂乳液

30.0~40.0

杀菌剂

0.3~0.5

B组分

增稠剂

0.3~0.5

水性环氧固化剂

60.0~80.0

湿法绢云母

10.0~20.0

乙二醇丁醚

20.0~40.0

1.3样板的制备

按照标准要求，准备马口铁片、喷砂钢板和试棒。将1.2中制备得到的A、B组分按照一定比例混合均匀后，静置20 min消除气泡，随后进行施工作业。用于测试力学性能的涂膜厚度为25 μm，用于测试耐腐蚀性能的涂膜厚度为200 μm以上（3 ~ 4道）。将样板放置在室温情况下养护7 d，随后进行性能测试。

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结果与分析

2.1 水性环氧乳液与水性环氧固化剂的确定

将水性环氧乳液A、B、C与固化剂D、E分别按照环氧基与活泼氢物质的量比为1∶1进行试验，通过对比清漆的综合性能，筛选综合性能最优的树脂固化剂体系，试验结果见表2。

表2 清漆的综合性能对比

性能

AD

BD

C....