摘要：目的研究環氧樹脂防腐塗料的最新進展情況. 方(fang)法(fa)從(cong)分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)方(fang)麵(mian)分(fen)析(xi)了(le)國(guo)內(nei)外(wai)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)高(gao)性(xing)能(neng)化(hua)的(de)方(fang)法(fa)與(yu)機(ji)理(li)，並(bing)介(jie)紹(shao)了(le)它(ta)們(men)應(ying)用(yong)於(yu)防(fang)腐(fu)塗(tu)料(liao)的(de)方(fang)法(fa)以(yi)及(ji)對(dui)塗(tu)料(liao)防(fang)腐(fu)性(xing)能(neng)有(you)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)的(de)作(zuo)用(yong). 結果對結構改性

，橡膠改性
，樹脂改性，無機填料改性等改性方法與機理進行了係統闡述

，並對各自特點進行了比較. 結論環氧樹脂是防腐塗料中應用的主要樹脂，對其進行改性是提高防腐塗料性能的主要手段. 

　　關鍵詞：環氧樹脂；改性

；防腐；塗料 

　　0　引言 

　　環氧樹脂是平均每個分子含有兩個或兩個以上環氧基的熱固性樹脂. 環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)以(yi)其(qi)易(yi)於(yu)加(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)，固(gu)化(hua)物(wu)性(xing)能(neng)優(you)異(yi)等(deng)特(te)點(dian)而(er)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，通(tong)過(guo)環(huan)氧(yang)結(jie)構(gou)改(gai)性(xing)，橡(xiang)膠(jiao)改(gai)性(xing)

，填(tian)充(chong)無(wu)機(ji)填(tian)料(liao)

，膨(peng)脹(zhang)單(dan)體(ti)改(gai)性(xing)等(deng)高(gao)性(xing)能(neng)化(hua)後(hou)可(ke)以(yi)製(zhi)成(cheng)防(fang)腐(fu)塗(tu)料(liao). 環氧樹脂塗料有優良的物理機械性能，最突出的是它對金屬的附著力強
，固化收縮率低；另外
，它的耐化學藥品性和耐油性也很好，特別是耐堿性非常好. 環氧樹脂塗料的主要成分是環氧樹脂及其固化劑，輔助成分有顏料，填料等，其中環氧樹脂的性能是決定塗料性能的主要因素 [1,2] . 本文擬對環氧樹脂高性能化及其在防腐塗料中應用的研究進展作一綜述. 

　　1　結構改性環氧及其塗料 

　　huanyangshuzhihuaxuejiegoudetedianshidafenzilianshanghanyouhuanyangji
，youyushengchenghuanyangjidefangfabutong
，suoyongyuanliaobutong，shengchengdehuanyangshuzhizhongleiyebutong，qizhongnaishiyongdehuanyangshuzhizhuyaoshishuangfen A 型環氧樹脂. 用(yong)酚(fen)醛(quan)樹(shu)脂(zhi)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)改(gai)性(xing)後(hou)生(sheng)成(cheng)的(de)酚(fen)醛(quan)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)是(shi)開(kai)發(fa)較(jiao)早(zao)，較(jiao)為(wei)成(cheng)熟(shu)的(de)多(duo)官(guan)能(neng)度(du)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)的(de)重(zhong)要(yao)品(pin)種(zhong)
，它(ta)固(gu)化(hua)後(hou)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)交(jiao)聯(lian)度(du)，同(tong)時(shi)由(you)於(yu)骨(gu)架(jia)中(zhong)大(da)量(liang)苯(ben)環(huan)的(de)存(cun)在(zai)，使(shi)其(qi)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)熱(re)變(bian)形(xing)溫(wen)度(du)和(he)優(you)良(liang)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)

，兼(jian)有(you)雙(shuang)酚(fen) A 型環氧樹脂和酚醛樹脂的優點. 例如
，YH-343 係列環氧樹脂是用 4
，4‘ 二氨基二苯甲烷代替雙酚 A 製成的環氧樹脂，它具有 4 個環氧基
，結構如下: 



　　其特點是具有較高活性，固化交聯密度高，固化物有較好韌性，耐熱性，耐化學藥品性，已被應用於防腐塗料. 

　　zhouzhongdengliyongjingtaijinpaoyuyinjibolifangfa，yanjiulehuanyangfenmotuliaohefenquangaixinghuanyangfenmotuliaodenaibutongjiezhishentounengliyukangyinjibolixingneng，tantaolefenquanshuzhiduigaixinghuanyangfenmotuliaokangshixingdeyingxiang. 結果表明：在zai合he理li的de固gu化hua條tiao件jian下xia，加jia入ru適shi量liang酚fen醛quan樹shu脂zhi的de改gai性xing環huan氧yang粉fen末mo塗tu料liao可ke通tong過guo增zeng加jia交jiao聯lian鍵jian密mi度du而er降jiang低di水shui溶rong液ye滲shen入ru，並bing可ke改gai善shan環huan氧yang塗tu層ceng的de高gao溫wen抗kang堿jian能neng力li. 在 90 ℃ 時具有良好的耐水性以及耐酸性，耐堿性也在一定程度上有所提高 [3] . 

　　南京水利科學院研製出改性環氧粉末塗料：jianghuanyangshuzhicufensuidaoyidingxidu，zaijiangshiliangguhuaji
，zengrenji
，liupingjijitianliaojiaruhunhejineiyuhunhe，ranhoujiangyuhunliaojichu
，fensui，guoshai，ganzaojike. 該塗料采取噴塗施工，其塗膜抗酸堿

，抗鹽霧，抗氯離子的滲透性良好，附著力強
，抗衝擊強度大於 500 N . mm
，柔韌性 1 mm，儲存穩定性在一年半以上[7]. 

　　國內有研究報道：采用改性環氧和聚氨酯預聚物製備的高性能高固體份塗料，其固含量達 97%，塗料一次塗敷厚度在 150 μm 以上，同等條件下塗層中針孔數量比普通防腐塗料少 2/3 以上. 另外，與普通防腐塗料相比有以下優異性質：可揮發成分含量極少，高壓下抗滲透性強
；固化時間短
，塗層光滑致密，抗衝擊強度好；具有良好的抗流掛性質
，施工工藝性能較好 [4] . 

　　2　橡膠改性環氧及其塗料 

　　環氧樹脂固化物的內應力較大，發脆

，高溫下易降解，易受水影響. 用橡膠進行改性，可以降低其內應力，增加韌性，提高耐熱
，耐油

，耐水，耐候性等性能. 為提高無溶劑環氧樹脂的韌性，國內外普遍采用各種彈性體的低聚物作增韌劑，橡膠相的主要作用在於誘發基體的耗能過程. 

　　由於 -Si-O- 鍵具有很高的鍵能(445 kJ/mol)，其聚合物分子鏈具有高度卷曲性，因此利用有機矽對環氧樹脂進行改性，可使熱穩定性、耐候性，脆性等得到明顯改善，同時因低表麵自由能的聚有機矽敷於樹脂表麵，使環氧樹脂防水，防油性能得以改善. 有機矽與環氧樹脂不相容，故一般用有機矽的 -NH 2 , -OH，-OR 與環氧樹脂的環氧基進行接枝或共聚反應，以降低兩者界麵能，改善兩者相容性 [5] . 

　　例如，為了提高環氧樹脂塗料的耐熱性
，人們利用矽酮的耐熱性將少量矽酮樹脂與環氧樹脂混合製成新的耐熱防腐塗料. 其中，矽酮中 -Si-O-Si- 的存在使塗料具有良好的熱穩定性，而 -Si-C- 則保證了塗料的固體成分. 先將環氧樹脂與甲基異丁酮等混合組成溶劑，然後將矽酮樹脂加入上述溶劑，再用二甲苯進行稀釋，並加入低分子聚酰胺作為固化劑. 通過分光鏡和電化學顯微鏡觀察，可發現塗料的熱穩定性有了顯著提高，對甲苯
，三氯基甲苯等溶劑也有良好的抵抗力 [6] . M Dhanalakshmi 將環氧樹脂與氯化橡膠
，矽酮樹脂共混生成聚合物-聚合物類型複合塗料，利用橡膠對水蒸氣等腐蝕介質的阻隔性和矽酮的耐高溫性，可以用單層塗膜來實現普通多層薄膜的防護功能[7~9]. 

　　3　樹脂改性環氧及其塗料 

　　除了用彈性體增韌外
，由於高分子相容理論的發展和相容技術的進步，使得熱塑性樹脂與環氧樹脂合金化成為可能. 另外，用熱塑性樹脂與環氧樹脂形成半互穿網絡，既可保持良好的韌性
，低吸水性
，又保持了良好的耐化學品性，尺寸穩定性等. 常用的熱塑性樹脂有聚碸，聚酰亞胺，聚苯醚
，液晶高分子等品種. 

　　最近有報道 951 雙組分重防腐塗料，甲組分為甲苯二異氰酸酯加成物固化劑，乙組分由環氧樹脂，聚酯樹脂，顏料，助劑，溶劑所組成. 該型防鏽磁漆由於在環氧樹脂中加入聚酯樹脂，因而具有優異的防腐蝕性能和機械性能. 其主要技術指標為：細度≤30 μm
；粘度 ≥50 s；幹燥時間：表幹 ≤1 h，實幹≤16 h，烘幹 (90℃±2℃)≤1 h；硬度 ≥0.55；耐汽油性浸泡 1 年；耐酸性浸泡 (25% H 2 SO 4 液中) 3 個月；耐堿性浸泡 (NaOH) 3 個月. 有一種 HN 重防腐合成膜
，采用環氧樹脂
，不飽和樹脂，鈦白粉


，雲母粉和高強度的粘結劑加固化劑反應而成. 其主要技術指標為：耐人工加速老化 1 000 h 以上不起泡，不剝落，不變色

，氧指數在 35 ℃ 條件下在 29.5 以上，耐酸，堿，鹽腐蝕性能優良. 

　　另外，M Dhanalakshmi 等研究了環氧樹脂塗料，發現其在潮濕的環境下防腐能力較差，使用酮亞胺可代替常見的聚酰胺，聚胺. 酮(tong)亞(ya)胺(an)可(ke)由(you)許(xu)多(duo)類(lei)型(xing)的(de)酮(tong)，胺(an)合(he)成(cheng)，製(zhi)備(bei)較(jiao)為(wei)簡(jian)便(bian)
，在(zai)潮(chao)濕(shi)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)酮(tong)亞(ya)胺(an)水(shui)解(jie)後(hou)可(ke)生(sheng)成(cheng)胺(an)

，胺(an)與(yu)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)進(jin)一(yi)步(bu)作(zuo)用(yong)而(er)生(sheng)成(cheng)具(ju)有(you)防(fang)腐(fu)性(xing)能(neng)的(de)加(jia)合(he)產(chan)物(wu) [10] . 具體反應式如下 (胺以聚酰胺為例)： 



　　4　無機填料改性環氧及其塗料 

　　采用剛性無機填料改性環氧
，可以降低塗料的成本和改善塗料性能. 例如：可降低樹脂的流動性
，收縮性和固化時因放熱引起的溫升
，並可不同程度地提高塗料的耐酸性，耐磨性，耐熱性和導熱性等. 目前已有象玻璃片，雲母，耐蝕金屬片
，有機材料等鱗片樹脂塗料. 實驗證明：對塗料影響最大的是鱗片添加量及表麵處理劑量
；對施工性能影響較大的是懸浮觸變劑
，活性稀釋劑及顏料. 另外

，還有金屬鹽類對環氧進行改性的技術. 各種常見填料的作用及選擇見表 1. 

　　表1　無機填料的作用及選擇 

作用 可選用的填料 
提高粘度 輕質碳酸鈣，工業白碳黑，水泥 
提高強度及耐燒蝕性 碳纖維
，石棉粉 
提高防腐性能 玻璃粉

，石英粉，工業白碳黑，三氧化二鉻 
降低收縮率 石英粉，立德粉
，瓷粉 
降低吸水性 鋯英石粉
，雲母粉 
改善耐磨性能 石墨粉
，二硫鉬粉，滑石粉等 
改善耐熱性能 雲母粉
，三氧化二硼粉，石棉粉，鋁粉 
改善耐煙霧性能 鉻酸鋅 
抑製腐蝕 鉻酸鍶 
調節比重 玻璃空心微球
，陶瓷空心微球 

　　玻bo璃li片pian塗tu料liao是shi用yong微wei細xi片pian狀zhuang玻bo璃li粉fen填tian充chong的de一yi種zhong塗tu料liao

，其qi塗tu層ceng不bu但dan可ke厚hou塗tu
，而er且qie由you於yu片pian狀zhuang玻bo璃li粉fen隔ge離li作zuo用yong很hen大da
，對dui水shui
，水shui蒸zheng氣qi，電dian解jie質zhi和he氧yang的de防fang滲shen透tou效xiao果guo很hen好hao，因yin此ci是shi一yi種zhong優you異yi的de重zhong防fang腐fu塗tu料liao. 采用適當規格的玻璃片填充的樹脂塗膜，透濕率比其它塗膜要小得多. 玻璃片粒子的大小對於透過性影響很大，例如：對 3 μm 厚的玻璃片來說，其橫向尺寸小於 420 μm 時
，滲透性顯著增大；而大於 420 μm 時，則對滲透性無影響並達到最低值. 此外
，玻璃片塗層的厚度也很重要，要使玻璃片塗料達到理想的防腐效果，其塗層厚度必須在 500 μm 以上. 最(zui)近(jin)報(bao)道(dao)，日(ri)本(ben)工(gong)業(ye)技(ji)術(shu)院(yuan)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)防(fang)腐(fu)能(neng)力(li)強(qiang)
，作(zuo)業(ye)時(shi)間(jian)短(duan)的(de)防(fang)腐(fu)塗(tu)料(liao)
，新(xin)塗(tu)料(liao)是(shi)在(zai)微(wei)米(mi)大(da)小(xiao)的(de)小(xiao)玻(bo)璃(li)片(pian)上(shang)
，包(bao)覆(fu)鋅(xin)及(ji)鋁(lv)，然(ran)後(hou)將(jiang)其(qi)混(hun)合(he)於(yu)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)係(xi)塗(tu)料(liao)中(zhong). 玻璃片能防止雨水和鹽分的侵入，塗料中的鋅能防腐蝕，鋁則具有能抑製由於太陽的紫外線而使塗料劣化的作用. 新塗料隻需塗刷兩遍便能耐 (7～8) 年以上海水等的腐蝕，並且鋅，鋁的材料費用低. 

　　方偉等研究了高性能環氧改性聚氨酯高固體份鱗片塗料的工藝製備. 該塗料是以高性能聚氨酯和環氧樹脂為主要成膜物質，通過改性克服彼此缺點，從而將兩者的優點結合起來. 其中
，經偶聯劑處理的玻璃鱗片在塗料結構中呈平行排列

，對腐蝕介質的滲透形成多層屏障
，具有化學穩定性好
，漆膜附著力的特點 [11] . 主要技術指標如下：固體含量 90%
；幹燥時間：表幹≤1 h
，實幹≤24 h
；柔韌性 2 mm；幹膜厚度150μm；耐鹽霧實驗 1200 h 塗層無裂紋，不起泡. 

　　不鏽鋼粉末是最近幾年發展起來的金屬顏料，由於具有不活潑性，特別是在高