摘要:以环氧树脂为成膜物，用TDI与TMP加成物作固化剂，所制备的防腐涂料耐水、耐热、耐化学介质性能优异，弹性、耐磨、低温施工性能好，适用性强。介绍了该涂料的配方设计、生产方法、性能和用途。
关键词：耐热涂料；重防腐蚀涂料；环氧聚氨酯
0引言
材料腐蚀是全世界面临的严重问题，腐蚀不仅消耗了宝贵的财富，而且破坏了正常的生活、生产秩序。腐蚀和环境污染越来越引起人们的关注，据统计，我国2002年因腐蚀导致造成的经济损失达到了5000亿元人民币，相当于当年我国国民经济总产值的5%[1]。美国1999年开展全国第二次腐蚀损失调查，其经济损失达到了全国GDP的3.5%左右，大于每年所有自然灾害造成损失的总和。
本文用环氧树脂、TDI与TMP加成物作固化剂制成的防腐蚀涂料，既具有环氧树脂的高附着力、高强度、低收缩率、耐化学品性和防腐性，又具有聚氨酯的优良柔韧性、耐磨、耐油、高丰满度、耐老化性能和成膜性能。环氧聚氨酯制成的涂料同时又具有良好的耐热水煮沸和低温固化性能，可以作为金属污水贮罐、贮槽、管道、混凝土贮池和化学贮罐的内防腐及热力管道的内外防腐蚀涂料。
1实验部分
1.1成膜物质的选择
基体树脂是涂料的主要成膜物质，选择合适的树脂是配方设计成败的关键环节。不同相对分子质量的双酚A型环氧树脂对涂料的性能有着不同的影响，选用何种相对分子质量的环氧树脂取决于所采用的固化体系和制备的涂料类型及施工应用性能等因素。
普通的双酚A型环氧树脂含有2个环氧基团及数量不等的羟基基团[2]，低相对分子质量的环氧树脂一般用胺类、改性胺类或低分子聚酰胺作固化剂固化环氧基，因交联点间距小，其形成的漆膜柔韧性差，耐温、耐化学品性能差，不宜作为重防腐蚀涂料。
本文是利用中、高相对分子质量的环氧树脂中含有的大量—OH与含有—NCO的TDI与TMP加成物起化学反应固化成膜，作为环氧聚氨酯耐热重防腐涂料的成膜物质，配合高效活性防锈颜料、其他填料和助剂，制成物理性能、耐热性和耐腐蚀性能更加优异，既耐酸又耐碱的重防腐涂料。
1.2颜填料的选择
颜料在涂料中除具有着色和遮盖功能外，也起着重要的防腐蚀作用。在底漆中，配合使用具有物理防腐蚀能力(如，铁红)和化学防腐蚀能力的防锈颜料(如，磷酸锌、锌黄、铬酸二苯胍等活性颜料)[3-4]，防锈效果很好。一般认为，锌黄颜料水解形成六价铬为主体的阴离子配合物，与铁锈形成难溶的“杂多酸”配合物，使金属表面钝化;磷酸锌的防锈原理是在金属表面与Fe3+形成牢固的络合物Fe[Zn3(PO4)]沉淀，抑制阳极反应，同时也能与漆中的羟基络合，使颜料-漆基-底材之间化学结合，从而提高涂层的湿附着力和防渗性。锌黄在防腐蚀初期的防锈能力特别强，而磷酸锌的主要防腐蚀作用在后期阶段，因此，锌黄和磷酸锌配合使用可以在很长的时期内起到有效的防腐蚀能力。为了进一步提高防腐蚀能力，在涂料中常加入适量的增效剂铬酸二苯胍，因为它能形成更大的惰性杂多酸配合物。另外，防锈颜料在水解过程中产生的锌离子对金属铁也有阳极阻蚀剂的作用，加入适量的氧化锌对活泼的铁锈酸也能起到一定的稳锈作用，因为氧化锌水解生成氢氧化锌，能与铁锈作用生成稳定的类似Fe3O4的结构。在面漆中主要加入二氧化钛及需要的酞菁蓝、三氧化二铬、炭黑等颜料，这些颜料都具有优异的耐化学介质性能。体质填料主要用于改善涂料的物理机械性能，同时还能降低涂料的成本，可选用硫酸钡、片状结构的云母氧化铁、云母粉及滑石粉等，以提高抗渗透能力，使涂料具有更好的耐腐蚀性能。
1.3助剂的选择
各种助剂型号及用量的选择极为关键，因为助剂既要保证在施工时漆膜在有限的时间内充分流平，避免浮色发花等，又要使漆膜中的气泡能迅速排出而漆膜表面不留下任何缺陷。一方面通过加入各种助剂，消除涂料施工中的各种弊病;另一方面，助剂的加入只可提高或至少不降低涂层的防腐蚀能力，保证对涂层性能的理化体系不产生影响。经反复实验筛选，本研究选用德谦公司的分散剂904S、防沉剂202P、流平剂466和消泡剂5500，秋冬季节施工还可加入适量的固化促进剂KL，以达到更快速固化的要求。
1.4溶剂及稀释剂的选择
环氧树脂采用的溶剂一般是混合溶剂，由溶剂和稀释剂组成。常用的有酮、酯、醇醚、甲苯、二甲苯等。为了能与异氰酸酯固化剂匹配，考虑到苯类对人体及环境的污染，选用高芳烃S100A、DMC及环己酮，同时考虑到了混合溶剂构成挥发梯度，挥发速度适中，使漆膜表观性能得到很好的保证。
2配方设计
E-12环氧树脂溶解快，对颜填料、基材浸润能力好，易研磨，亦容易操作。而E-03树脂相对溶解较慢，黏度较大，对颜填料、基材浸润能力相对较差，但柔韧性、耐温、耐腐蚀性能好，大量的试验证明，两种不同相对分子质量的环氧树脂按一定的比例混合与TDI-TMP加成物发生化学交联，相互交联成交联点大小不同的网状结构，在性能上取长补短，使涂料具有更突出的综合性能，而且该反应为放热反应，可以在0℃以下固化成膜，表1为2种环氧树脂制成的涂料的耐湿热性的比较。
表 2 环氧聚氨酯耐热重防腐涂料基本配方
3涂料的制备
首先将E-03和E-12分别溶解后过滤，在E-12树脂液中加入颜填料、防沉剂、分散剂及适量的混合溶剂，制成颜料浆，研磨至细度≤60μm，然后调漆，加入E-03树脂液，在搅拌过程中加入消泡剂、流平剂及剩余的混合溶剂，充分搅拌均匀后，调至适宜的黏度，过滤，包装。
4涂料性能试验
把制备好的底漆和面漆的甲乙组分按比例称量，搅拌均匀后，熟化10min，制备试验样片，室温放置7d后，进行物理性能试验和耐化学介质及耐热试验，试验结果见表3和表4。
表 3 涂层的物理性能
表 4 涂层的耐化学介质及耐热性能
5结语
环氧聚氨酯耐热重防腐涂料集环氧涂料和聚氨酯涂料特点于一体，可用于石油化工行业污水贮罐、管道、混凝土贮池及部分化学溶剂贮罐的内防腐，城市污水处理工程、保温管道的内外防腐。经多年应用表明，该涂料是一种用途广泛、适用性强、价格适中、防腐性能优良的防腐蚀涂料，应用前景广阔。
