一种环保型抗腐蚀底漆的研制
随着我国国民经济的发展，国家不断加大对基础设施建设的投入并加快其建设速度。在这一进程中，基础设施的建设也带动了系列行业的发展，促进了各类技术的不断进步和提升。伴随着基础设施设计要求的提高，涂料面临着新的要求，特别是在涂料的防腐蚀保护寿命、材料的涂装性能、材料的季节通用性以及环境友好性等方面提出了新的课题。
本实验通过对功能填料抗腐蚀机理的研究，筛选出适用于高性能抗腐蚀树脂的功能填料,并通过复配寻求提高涂层抗腐蚀性能的填料体系，以制备适用于常用基材的环保型抗腐蚀底漆。
1.1原材料
丙烯酸树脂：自制；滑石粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、鳞片锌铝粉、缓蚀剂、铁红颜料、硅油、催干剂、HDI缩二脲固化剂、二甲苯、聚氨酯漆稀释剂等均为市售工业品。
1.2主要实验仪器
电子天平、砂磨、高速分散机、烘箱、测厚仪、耐盐雾试验箱、湿热箱等。
1.3基础配方
基础配方见下表。
基础配方
1.4制备方法
在干净的砂磨筒内，按照A组分配方加入丙烯酸树脂、各颜填料以及适量的稀释剂，充分搅拌后，经砂磨机研磨至细度为25 μm，过滤下磨。然后加入助剂，低速分散至罐内各原材料混合均匀，再用聚氨酯漆稀释剂调节不挥发物含量至48%～52%，过滤、制得A组分。
1.5施工工艺
样板基材为氧化处理后的铝板和打磨过的镀锌马口铁板。其中马口铁板用于测试机械性能，其余性能测试使用铝板。
喷涂样板前，按实验比例将A组分和B组分进行混合，充分搅拌，兑稀至合适的喷涂黏度，熟化10～20 min再使用。喷涂施工，23 ℃时适用期为6 h。喷涂完成后将样板表干30 min，再放入120 ℃烘箱中1 h烘干，选取漆膜厚度为20～30μm的样板，测各项性能。
2.1 防腐蚀功能填料的复配
本实验研制的为无铬无镉型抗腐蚀底漆，因此避免选用含有铬和镉类重金属的填料，涂层颜色由无毒颜料调制。涂料的防腐蚀填料筛选滑石粉、磷酸锌、三聚磷酸铝、鳞片型锌铝合金粉作为防腐蚀填料，使用4因素3水平正交试验确定各填料的最优添加量。
实验设计表
实验评价方法：
制得漆膜后，评估其防腐蚀综合性能，包括耐油性、耐水性和耐盐雾性。选择最优的实验组，以寻求防腐蚀性最好的复配组合。
试验结果表明，体系中加入鳞片状锌铝粉虽然可以提高体系的防腐蚀性能，但是对涂膜的柔韧性有影响，同时对面漆的附着力降低明显。磷酸锌和三聚磷酸铝的加入实验组Z5各项性能较好，最优配比为滑石粉2%，磷酸锌3%，三聚磷酸铝6%。
2.2有机缓蚀剂的选择
本实验筛选三种缓蚀剂，以质量分数1%加入防腐蚀底漆中。将制得的抗腐蚀底漆喷涂于基材，充分干燥后测试其耐盐雾性能和丝状腐蚀，实验结果见下表。
缓蚀剂对涂层防腐性能的影响
结果表明，加入缓蚀剂可以有效提高体系的耐盐雾和丝状腐蚀性能，加入缓蚀剂1的实验组效果最好。
2.3底漆配方设计
底漆的配方设计采用正交试验方法进行，实验涉及5因素：树脂、颜料、防腐填料、缓蚀剂、交联剂（即B组分）；每个因素设计4水平。
正交试验结果分析：
结果分析方法：按照正交实验(Z1-Z16)制得的涂料由于具有不同的交联密度、颜基比，因此各项基础性能有很大差别，评估其各项机械性能（包括附着力、硬度、柔韧性、耐冲击性）以及耐水性、耐油性、耐盐雾性、丝状腐蚀及与聚氨酯面漆配套情况，根据项目要求的技术指标要求进行评分，有不合格项即评定为不合格(×)，全部合格实验组以耐介质性和耐盐雾性优者为最优实验组,以优、良、不合格(×)进行评分。经过分析得出各因素对产物性能的影响规律及各因素最佳取值。
试验结果分析：按评分规则对正交试验的16组试验进行性能测试及评分，结果表明，Z13实验组结果最优。
2.4综合性能测试
通过上述研究结果，按照最佳原材料及其添加量制备环保型防腐蚀底漆，并进行综合性能测试。综合性能测试结果见下表。
综合性能测试结果
（1）本实验制备的环保型抗腐蚀底漆，选用无铬无镉的无毒防腐颜填料，大幅度降低了生产和施工人员的接触毒性，有效地改善了环境。不仅符合预期的研制目标，而且解决了环保问题；
（2）该底漆采用的防腐颜填料和新型缓蚀剂复配技术使底漆耐盐雾性能提高50%以上，达到3000h。
作者 | 孙瑞1，刘辰2，黄震1，等
（1.天津灯塔涂料有限公司；2.天津市公用技师学院）
