重防腐涂料是一種在嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境下能長(zhǎng)期有效使用的涂料，為了達(dá)到重防腐的目的一方面需要涂層的厚膜化，另一方面對(duì)涂料基體樹脂和助劑的選用、基材的表面處理與涂裝施工、維護(hù)要求也十分嚴(yán)格，這類涂料以前多采用液體涂料，通常需要多道涂裝才能達(dá)到要求。近年來，粉末涂料以其安全高效、無污染等特點(diǎn)在重防腐領(lǐng)域特別是管道重防腐方面得到推廣應(yīng)用，從最初的石油天然氣管道防腐擴(kuò)大到城市地下污水管網(wǎng)防腐，乃至小口徑的自來水管道均采用粉末涂裝。除管道外，建筑鋼筋、鋼纜的防腐涂裝也開始應(yīng)用粉末涂料：其涂裝方式有高壓靜電噴涂、流化床涂裝與真空吸涂等，從重防腐粉末涂料的原材料生產(chǎn)到粉末涂料制造、噴涂應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。重防腐粉末涂料的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，也給原材料生產(chǎn)與粉末配方的設(shè)計(jì)提出了許多新的要求，單一的粉末配方無法滿足不同應(yīng)用的需求，因此必須不斷開發(fā)新的材料與配方技術(shù)。盡管我國(guó)粉末涂料的產(chǎn)量已十分巨大，但主要還是裝飾性粉末，真正滿足重防腐性能要求的粉末配方還很少，從主要原材料環(huán)氧樹脂與固化劑的生產(chǎn)到配方技術(shù)的開發(fā)，這種上下游行業(yè)的技術(shù)交流很少，嚴(yán)重阻礙了重防腐粉末涂料的發(fā)展與提高。筆者在進(jìn)行重防腐粉末涂料專用環(huán)氧樹脂與固化劑的研制和生產(chǎn)過程中，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比較，并與粉末生產(chǎn)廠有關(guān)技術(shù)人員分析探討原材料對(duì)粉末涂料性能的影響，從中得到一些體會(huì)，盡管還不成熟，但愿在此予以介紹，期望引起業(yè)界人士的關(guān)注，以推動(dòng)我國(guó)重防腐粉末涂料生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)的提高。

一、重防腐粉末涂料用環(huán)氧樹脂與固化劑的選擇

環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)中存在大量的苯環(huán)、醚鍵、羥基結(jié)構(gòu)，對(duì)基材特別是金屬基材具有優(yōu)異的附著性，耐熱、耐化學(xué)品腐蝕性，形成的涂層具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，如硬度、耐冷熱；中擊和機(jī)械沖擊等性能。此外，環(huán)氧樹脂與固化劑的多品種化為組合多樣化的粉末涂料配方體系提供了可能性，也為各種復(fù)雜環(huán)境用的粉末涂料提供了多種選擇，上述優(yōu)點(diǎn)使環(huán)氧樹脂成為重防腐粉末涂料的首選樹脂。

盡管環(huán)氧樹脂品種很多，但受重防腐粉末涂料生產(chǎn)工藝要求的限制，在品種選擇上不如液體涂料廣泛。除了上述化學(xué)性能要求外，還應(yīng)考慮粉末涂料制造的工藝性，不僅要求固化物的機(jī)械性能和化學(xué)性能要好，還要求環(huán)氧樹脂在室溫下是穩(wěn)定的固體，以利于粉末涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定和不容易結(jié)塊；隨著粉末涂料向低溫快速固化方向發(fā)展，一方面要求環(huán)氧樹脂與固化劑應(yīng)有較高的反應(yīng)活性，另一方面還要求在粉末生產(chǎn)的擠出溫度條件下樹脂與固化劑基本為化學(xué)惰性或反應(yīng)程度很低，否則，擠出過程中產(chǎn)生凝膠粒子，影響粉末涂料的流平與固化。這些要求使得重防腐粉末涂料所能選擇的環(huán)氧樹脂與固化劑品種比液體涂料要少得多。目前重防腐粉末涂料所采用的環(huán)氧樹脂主要為中分子量的雙酚A型環(huán)氧樹脂與酚醛環(huán)氧樹脂。中分子量雙酚A型環(huán)氧樹脂的典型產(chǎn)品為E-12，具有價(jià)格低，韌性好的特點(diǎn),回收塑粉，但該類環(huán)氧樹脂只是在分子結(jié)構(gòu)的兩端有環(huán)氧基，為了得到好的韌性與較高軟化點(diǎn)，樹脂的環(huán)氧值也比較低，因此固化產(chǎn)物的交聯(lián)密度低，帶來的后果是涂膜耐化學(xué)品性能與耐熱性不夠好，涂層硬度、耐磨性及附著力也不理想。酚醛環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)中可有多個(gè)環(huán)氧基，固化產(chǎn)物的交聯(lián)密度和芳環(huán)密度都比較高，涂膜的硬度、耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性及對(duì)基材的附著力都比較好，因此，國(guó)外在設(shè)計(jì)重防腐粉末涂料配方時(shí)多選擇酚醛環(huán)氧樹脂或改性酚醛環(huán)氧樹脂。但全部采用酚醛環(huán)氧樹脂特別是當(dāng)酚醛環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值較高時(shí)，可能導(dǎo)致固化物脆性大，低溫彎曲與沖擊性能較差，為此在酚醛環(huán)氧樹脂中加入部分雙酚A型環(huán)氧樹脂，有助于提高涂膜的耐低溫性能，酚醛環(huán)氧，雙酚A環(huán)氧的混合比例為80/20-20/80。對(duì)涂層性能的影響規(guī)律是；隨酚醛環(huán)氧用量的增加，涂膜附著力、硬度、耐化學(xué)腐蝕能力增加，但柔韌性、耐彎曲、抗沖擊性能下降，具體比例還與所選擇的促進(jìn)劑體系、顏填料種類和用量以及涂膜所要求的最終性能有關(guān)。

除了環(huán)氧樹脂外，固化劑的選擇對(duì)粉末涂料的性能與工藝性的影響也很大。與環(huán)氧樹脂一樣，能用于重防腐粉末涂料的固化劑品種也比液體涂料要少得多，在裝飾型粉末涂料中普遍采用的聚酯樹脂固化劑，由于酯鍵的耐化學(xué)腐蝕性較差，且大分子芳環(huán)羧基的反應(yīng)活性較低，不能滿足快速固化要求，所以早期的重防腐粉末涂料多采用雙氰胺作固化劑。由于雙氰胺的分子量小，固化放熱量大，涂膜內(nèi)應(yīng)力大，脆性大，目前已很少采用。高熔點(diǎn)的芳香族胺固化劑如DDSDDM理論上可用作粉末涂料的固化劑，但實(shí)際上很少采用，其原因可能是分子量太小，官能度太大，固化物韌性不夠。咪唑類固化劑固化速度快，但形成的固化物太脆，因此一般只用作促進(jìn)劑使用。目前國(guó)內(nèi)外所采用的重防腐粉末涂料固化劑主要是大分子端羥基聚合物型固化劑，如酚類與環(huán)氧化合物的加成產(chǎn)物、線性酚醛樹脂等。這種大分子固化劑與環(huán)氧樹脂具有相似結(jié)構(gòu)，與環(huán)氧樹脂相容性好，使固化的粉末涂料有較好的柔韌性，不足之處是反應(yīng)活性較低，特別是在反應(yīng)后期體系粘度增加后，由于活性反應(yīng)端基的卷曲包裹而很難參與反應(yīng)。為了提高大分子固化劑的反應(yīng)活性，適應(yīng)快速固化的要求，在固化劑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往加入一些小分子的羥基化合物和催化劑來提高反應(yīng)速度。不同的固化劑生產(chǎn)廠家在羥基化合物的選擇、分子量大小、催化劑的種類與用量方面都較為保密。這些固化劑參數(shù)的不同帶來的固化效果也有所不同[1]。我們?cè)谘兄七^程中，根據(jù)不同的涂裝作業(yè)方式與涂膜性能要求開發(fā)了系列固化劑，可滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的要求。

二、環(huán)氧樹脂與固化劑的比例及固化條件

在端羥基聚合物固化劑的分子結(jié)構(gòu)中存在兩種結(jié)構(gòu)不同的羥基，一種是酚羥基，另一種是環(huán)氧化物開環(huán)形成的醇羥基，在測(cè)定固化物的羥值時(shí)，羥基值測(cè)定結(jié)果是這兩種羥基的總和。作為固化環(huán)氧樹脂的活性基團(tuán)，酚羥基的活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于醇羥基，前者在弱堿性甚至是無催化劑條件下都可與環(huán)氧基順利反應(yīng)，而醇羥基則需在強(qiáng)堿或強(qiáng)酸如路易斯酸催化條件下反應(yīng)。目前粉末涂料所采用的是弱堿性陰離子聚合型催化劑，在粉末涂料所要求的快速固化條件下醇羥基很難參與反應(yīng)，因此計(jì)算催化劑用量時(shí)只需考慮酚羥基的反應(yīng)即可。理論上酚羥基與環(huán)氧基的摩爾比為1：1，而實(shí)際配方設(shè)計(jì)中固化劑的用量少于酚羥基的摩爾量，酚羥基，環(huán)氧基的摩爾比在0.6-0.9。酚羥基用量少于環(huán)氧基的原因在于除了酚羥基化合物與環(huán)氧基發(fā)生加成反應(yīng)外，體系中還存在陰離子聚合催化劑使環(huán)氧基的開環(huán)聚合。目前為了加快固化反應(yīng)速度，這種催化劑的用量比較大，因此部分環(huán)氧基已經(jīng)被陰離子聚合催化劑所消耗，并未參與加成反應(yīng)，也就是說，實(shí)際的酚羥基消耗量將小于理論值。酚羥基的過?？赡軒聿焕挠绊懀缤磕つ腿軇┬?、耐化學(xué)品性的降低。在重防腐粉末涂料的固化過程中存在兩種競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)，增加陰離子聚合催化劑用量將使固化速度加快，但陰離子聚合催化劑本身的柔性基團(tuán)少，涂膜很容易發(fā)脆。而酚羥基化合物的加成反應(yīng)速度明顯低于陰離子聚合反應(yīng)速度，因此，要使反應(yīng)速度加快必須提高反應(yīng)溫度，片面地降低反應(yīng)溫度，縮短固化時(shí)間將不利于涂膜最終性能的提高。

除了可通過固化條件試驗(yàn)來確定不同固化條件與涂層性能的關(guān)系，求取最佳配方外，還可通過特定粉末的DSC固化曲線確定固化溫度。根據(jù)粉末涂料的等速升溫固化曲線獲得其固化起始溫度、最高放熱溫度、固化終止溫度與固化時(shí)間，并確定固化放熱焓值大小，由動(dòng)力學(xué)分析求出反應(yīng)活化能與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)，根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程求算出不同溫度條件下，完成固化反應(yīng)所需要的時(shí)間。還可推算在一定溫度條件下某一時(shí)間段的固化反應(yīng)速率。目前，管道重防腐粉末涂料的適中固化條件在固化溫度210～240℃，固化時(shí)間1.5～2min。

三、顏填料與其他助劑的選擇

重防腐粉末涂料對(duì)涂膜的外觀色澤要求不高，而對(duì)顏填料的耐化學(xué)品性要求較嚴(yán)格，應(yīng)當(dāng)具有化學(xué)惰性。所用顏填料多為無機(jī)物，顏料如炭黑、氧化鐵紅，填料如硫酸鋇、石英粉、硅灰石、高嶺土、碳酸鈣等。加入的填料除了能降低成本外，更多的是考慮降低涂層的固化收縮，消除內(nèi)應(yīng)力，提高涂層硬度與抗劃傷性。但填料加入過多，也可能帶來涂膜的抗沖擊性和低溫彎曲性能下降、粉末的比重增大，噴涂上粉率降低。涂膜性能的好壞不僅與填料加入量的多少有關(guān)，還與填料的品種、結(jié)構(gòu)、顆粒形狀、粒度、粒度分布以及制粉過程中擠出分散效果有很大關(guān)系。有機(jī)高分子環(huán)氧樹脂和固化劑對(duì)無機(jī)填料的浸潤(rùn)性較差，填料表面若經(jīng)過活化處理，可大大改善潤(rùn)濕效果，增加二者的結(jié)合力。據(jù)國(guó)外專利[2]介紹，采用活化處理的二氧化硅粉作為填料的重防腐粉末涂料，其涂膜對(duì)金屬基材的附著力及耐熱水能力比用未經(jīng)處理的填料配制的涂料大大提高。涂層在80℃熱水中浸泡6天后，用表面處理的填料配制的涂料比用未處理的填料配制的涂料剝離強(qiáng)度提高60％；在0.5molNaCl溶液中，用未處理的填料制備的涂層侵蝕(submigration)為2mm，而用處理過的填料制成的涂膜為0；用65℃的0.5molNaCI溶液浸泡2天，未處理的填料制成的涂膜侵蝕4mm，14天為7mm；而用表面處理過的填料制成的涂膜浸泡2天的侵蝕性為1mm，14天為5mm。

重防腐粉末涂料對(duì)涂層表面的流平性要求不高，允許有輕微桔皮，可使用的流平劑與普通粉末的流平劑基本相同，一般控制少加，以免影響涂層的附著力。為改善抗彎曲效果還可加八聚乙烯縮丁醛等助劑。為消除填料帶來的水汽等揮發(fā)物在烘烤過程中產(chǎn)生氣泡，使涂層形成針孔，還需加入少量安息香脫氣劑。此外，為調(diào)節(jié)固化速度，需要加入一定量的促進(jìn)劑。

四、不同防腐層結(jié)構(gòu)所用粉末涂料的配方差異

目前地埋管道根據(jù)埋設(shè)點(diǎn)的地質(zhì)條件及施工環(huán)境有三種防腐層結(jié)構(gòu)，即單層FBE，雙層FBE和三層PE結(jié)構(gòu)，單層、雙層結(jié)構(gòu)均為環(huán)氧樹脂，單層結(jié)構(gòu)的一次涂裝膜厚達(dá)350um,綜合性能要求高．涂層附著力、冷彎、沖擊、耐化學(xué)品等性能優(yōu)異，固化溫度較高，固化速度快，涂裝作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單，使用也最廣。在雙層FBE涂裝中噴槍的先后位置有差異，里層固化速度可稍慢于外層，里層附著力要求高，防腐性能好，外層機(jī)械強(qiáng)度要求高，耐磨、耐沖擊、抗劃傷。三層PE結(jié)構(gòu)中只有里層是環(huán)氧樹脂，外層采用聚乙烯帶，中間層是膠粘劑，用于粘結(jié)環(huán)氧層和聚乙烯層，里層環(huán)氧層要求附著力高、防腐性能好、固化速度應(yīng)與中層膠粘劑相匹配，固化速度慢于單層與雙層結(jié)構(gòu)。根據(jù)各自要求的不同，在粉末配方設(shè)計(jì)上也有所不同，單層配方固化速度要快，能適于高溫固化，不易氧化黃變，外層無保護(hù)層，所以涂層韌性、耐冷熱沖擊性和機(jī)械沖擊性能要好，應(yīng)選擇韌性稍好的環(huán)氧樹脂與固化劑；雙層粉末結(jié)構(gòu)主要是外層，要求外層有較好的抗劃傷性和耐磨性。一方面可選擇硬度較高的酚醛環(huán)氧樹脂及高硬度填料，如活性硅微粉等，另一方面涂層還應(yīng)具有彈性、韌性，抵抗變形能力等。相比之下，三層PE結(jié)構(gòu)由于有聚乙烯層保護(hù)，所以對(duì)環(huán)氧層的機(jī)械強(qiáng)度要求比前兩者低，應(yīng)注意固化速度及涂層附著力的適中選擇，在配方設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)增加交聯(lián)密度，提高附著力，促進(jìn)劑的用量可適當(dāng)減少。

五、結(jié)語(yǔ)

目前重防腐粉末涂料的市場(chǎng)需求量正處于快速增長(zhǎng)階段，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，過分的追求低成本化與局部的經(jīng)濟(jì)效益而忽視長(zhǎng)期的可靠性將不利于重防腐粉末涂料的發(fā)展，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程是關(guān)系到子孫后代的大事，如果因?yàn)檠矍暗囊稽c(diǎn)利益給今后的安全運(yùn)行留下隱患，將是得不償失的。重防腐粉末涂料配方要求嚴(yán)格，涂層綜合性能要求高，應(yīng)精心選擇原料，不斷進(jìn)行配方研究與調(diào)整，充分發(fā)揮不同材料之間的組合與協(xié)同效應(yīng)，使之處于最佳匹配組合。

六、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購(gòu)買通道

零售：購(gòu)買50kg以內(nèi)，線上購(gòu)買，抖店直接下單購(gòu)買。

工廠業(yè)務(wù)：長(zhǎng)期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調(diào)試、質(zhì)量檢測(cè)、開具13%專用發(fā)票

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業(yè)主、總包、設(shè)計(jì)院：提供防腐方案設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、施工方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。