一种重防腐蚀环氧粉末涂料的制备

秦瑞、肖蕊丽

兰州理工大学技术工程学院

摘要：

粉末涂料应用前景广阔，为提高其重防腐蚀性能，研制了一种满足重防腐蚀保护要求的快速固化环氧粉末涂料，讨论了基料树脂的选择、固化剂型号及用量对涂膜性能的影响;确定了颜填料、流平剂和固化促进剂等助剂的选用对象，获得了该涂料的优选配方，并对优选配方涂料的性能进行了测试。结果显示:涂料绿色环保无污染，涂层具有优良的抗化学品性、耐溶剂、优异的力学性能及良好的附着力，施工工艺简单，不需要底漆可一次厚涂，快速固化有利于流水线作业，具有较广的应用前景。

前言

环氧粉末防腐蚀涂料最早起源于美国20世纪60年代，在输运水、化工及油气管道方面得到广泛应用。我国近十几年才开发和应用该项技术，随着石油、天然气和化工等工业的不断发展，对管道防腐蚀的要求越来越高，一些传统的溶剂型、高挥发性有机化合物(VOC)含量的防腐蚀涂料已不适应当前的防腐蚀要求，特别是重腐蚀环境下安全等级较高的埋地石油天然气管道。

重防腐蚀涂料常用的树脂是环氧树脂、聚氨酯和氯磺化类树脂等。重防腐蚀涂料发展的关键是高性能的合成树脂，为达到严酷环境下长效的目的，对主要成膜物质合成树脂的要求是:具有良好的附着力和较好的物理力学性能如低收缩力、高硬度、较好韧性、耐磨性、耐温性等;对各类介质(化工气体、酸、碱、盐和其他溶剂)有较好的耐蚀性，能有效地抵制各种介质对涂层的渗透;能在各种条件下进行方便的施工并达到对涂层厚度和涂层结构的设计要求。

环氧树脂具有优良的附着力和低收缩率、良好的耐蚀性和抗渗透性等性能，可被较多固化剂固化，具有良好的成膜性能，逐步成为目前应用数量最多、范围最广的重防腐蚀涂料成膜物质。而环氧粉末涂料是一种接近100%固体组分的“绿色涂料”，不含溶剂，满足目前环保绿色的要求。粉末涂料以其安全高效、无污染等特点在重防腐蚀领域得到了快速推广应用。

国家环保部发布的《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》中要求七大重点行业所有企业均应实施VOC综合治理，给粉末涂料带来了新的机遇。粉末涂料应用方向为集装箱、船舶、铁路、能源、石化、发电等领域，重防腐蚀涂料在这些项目中应用量已超过300万吨，发展前景最为可观。在船舶、桥梁、钢构等一些重防腐蚀涂料应用领域，溶剂型涂料仍是主流，水性涂料难以完全替代溶剂型涂料，粉末涂料有望在绿色涂装趋势下占有更大的市场份额。但粉末涂料目前尚存在一些问题:生产过程中的粉尘和噪音污染;粉末涂料的高温固化条件使其在节能上处于劣势;在非金属底材上应用较少;特大型金属件(如钢结构、集装箱等)或形状极为复杂的金属件难以实现粉末涂装;粉末涂料行业大量使用铅铬黄等重金属颜料，对人体可能造成伤害或潜在危险。

本工作研制了环氧粉末类快速固化重防腐蚀涂料，能用于较恶劣腐蚀环境条件下的重腐蚀防护，并对其理化性能进行了表征。

试验

1.1 涂料制备工艺流程

重防腐蚀环氧粉末涂料的制造方法与传统液体涂料的制备完全不同，必须使用专用设备。图1为粉末涂料生产工艺流程。

环氧粉末防腐蚀涂料的制备具体工艺流程包括预混合阶段、熔融挤出阶段、粉碎阶段及过筛阶段。制备过程中，先准确称量配方中的树脂、固化剂、颜填料和助剂等成分，充分混合均匀。经预....