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洪匯新材-如何制備水性環氧防腐涂料
環氧樹脂的防腐蝕性能優異，對金屬和非金屬復合材料的附著力好、抗化學品安全性能優良、硬度高、柔韌性好等優點被研究應用于企業各個不同領域如粘接劑、涂料等。因此水性環氧涂料作為行業內未來的一個方向漸漸成為大家關注的熱點。
水性環氧涂料與溶劑型環氧涂料相比，其涂料中含有較少的揮發性有機溶劑，使得環保的壓力降低。但是水性環氧涂料目前仍存在涂料干性慢、干燥條件要求較高的問題，這也是水性環氧底漆在制備和研究中需要解決的問題。
目前水性環氧底漆的綜合性能尚難滿足應用要求，在施工性、穩定性和防腐蝕性方面與溶劑型環氧涂料相比還有較大的改善空間。水性環氧涂料的配方設計復雜了很多，其中主要的原因還是成膜物質的不同。各個廠家的水性環氧樹脂，它們的特點與應用的環境不同而相差較大，所以對于不同廠家的產品，單純的進行使用配方的直接替換有一定的難度。
，小編就和大家一起探討一下水性環氧防腐漆的配方設計。
1、水性環氧乳液
目前市面上的水性環氧乳液從合成的工藝來說，主要分為兩種：
（1）外乳化法——使用環氧樹脂的乳化劑，然后跟環氧樹脂混合，但是由于各家的乳化劑的乳化能力的不同，所以添加量不同，混合均勻后在這個體系中逐漸加入水。在這個過程中，乳化劑的添加量與漆膜的耐水性、耐鹽霧性等有很大的關系。
（2）自乳化法——將親水的基團接入到環氧樹脂分子鏈上，使得環氧樹脂在不存在游離乳化劑的情況下，也可以被水稀釋。
這里需要說明的是，以上兩種制備方法并沒有明確的優劣之分，但工藝的不同，其性能相差也很大。通常情況下，在加入相同的親水基團的情況下，環氧乳液粒徑越小，其乳液的穩定性、漆膜的耐水性以及耐鹽霧性能越好。例如我司的產品AERS®6056，其平均粒徑為D90≤1μm，具備了如下優點：
（1）穩定性好，對顏填料有一定的分散作用
（2）表干速度快，可用水稀釋
（3）低氣味，環保安全
（4）具有優異的耐水性和耐鹽霧性
（5）粒徑小，流平性好，光澤高
2、水性環氧固化劑
水性環氧固化劑與溶劑型環氧固化劑不同，水性環氧固化劑在目前市面上常見的類型主要分為離子型與非離子型的胺加成物固化劑兩種。
離子型固化劑主要是部分成鹽的改性脂肪胺水溶性固化劑，通常情況下，這一類的胺固化劑由于胺在擴鏈的過程中，親水性逐漸下降，導致其無法通過自身的親水性來形成穩定的成分，所以需要在配方中加入少量的弱酸。
非離子型固化劑則是在整體結構的設計中，通過加入親水的帶基團分子化合物，或者是使用親水性更加出色的樹脂進行擴鏈，使得其可以在水加入的情況下也能穩定。我司的AERS®7013是該類型的產品，其具備了優異的干燥速度以及良好的耐鹽霧性能。
這里需要說明的是，名義上非離子型固化劑的防腐蝕性能比離子型更好，可是在實驗的過程中，如果非離子型的固化劑在設計的不夠理想的情況下，會導致其親水基團過多，或者游離的小分子胺殘留過多，從而使其防腐蝕性能比離子型固化劑更差。
固化劑的選擇還是要以自身的涂料配方要求為主，我司的離子型固化劑AERS®7016就具備了優異的耐鹽霧，并且與多種環氧乳液都可以適配。
3、漆固比的選擇
我們在制備環氧涂料漆膜形成的過程中，所有環氧和胺官能團不會按照我們的理想情況全部參與反應，所以如果環氧基過量，可以提供較好的耐化學品性以及防腐蝕性。而胺過量有助于提高涂膜的固化速度和交聯密度，從而有利于提高涂膜的干燥速度、附著力、耐溶劑性及涂膜光澤等。所以在制備環氧底漆時，通常會建議客戶使用1:0.8的比例。而在制備面漆或清漆的時候，我們通常建議使用1:1的比例。
4、顏填料的選擇
在水性涂料特別是環氧底漆中，對于顏填料的篩選是較為關鍵的一環。目前市面上很多的填料，例如沉淀硫酸鋇、鈦白粉等，在使用的過程中，要對原材料進行測試，查一下有無水相pH的變化，有些原料中含雜質較多，如果出現內部雜質較多的情況，那么其鹽霧性能會出現極大幅度的下降。
而防銹顏料，如三聚磷酸鋁、磷酸鋅等，是基于本身所具有的化學活性，與金屬表面的金屬離子反應形成一層致密的鈍化膜、磷化膜來抑制其腐蝕進行。
在這里，對于廣大客戶朋友們來說，選擇一家靠譜的顏填料供應商非常關鍵，切莫貪小便宜。
5、助劑的選擇
首先需要說的是分散劑，在環氧底漆制備的過程中，較好的選擇是非離子型分散劑。雖然非離子型分散劑對于底漆防腐蝕性能的影響較小，但是其在砂磨的過程中也存在著砂磨分散效率差以及成本高的問題。因此在分散劑的使用上很多客戶也會使用鈉鹽等類型的分散劑，離子型的分散劑在底漆的添加上一定要慎重使用。
防流掛是環氧體系中非常重要的指標之一，主要體現在流變助劑的選擇。疏水性的氣相二氧化硅可用來防流掛，可用于水性環氧樹脂體系。這類產品通過氫鍵相互作用以架橋的方式形成三維結構，因而具有假塑性和觸變性。有機膨潤土或蒙脫土在使用的過程中也可形成高效的觸變效應，適用于水性環氧樹脂體系，其通過水分子的架橋使無數的膨潤土薄片形成凝膠結構，薄片面上的烴鏈通過其較強的溶劑化能力而使體系增稠并產生觸變效應，從而在防流掛方面有優異的效果。
6、儲存穩定性
涂料的儲存穩定性，是一款涂料基本且重要的性能。導致涂料的儲存穩定性不佳的原因有多種。目前總結幾個常見的原因：
（1）環氧乳液本身的穩定性不佳。環氧乳液不同于溶劑型環氧，其在水中是處于分散的狀態，所以在使用以及儲存階段，如果是本身在結構的設計中不理想的產品，會出現硬沉底，甚至會出現水油分離的情況。這種情況下的產品，是無法制備出穩定性較好的涂料的。
（2）有的環氧乳液由于乳化劑的乳化能力不佳，導致乳液的適用性有問題，具體的表現為：無法參與到色漆的砂磨中，即在砂磨的過程中，會出現破乳等現象。這樣的乳液在制備涂料的過程中需要格外注意，盡量不要讓其參與到砂磨中。
（3）加在環氧乳液部分的顏填料或助劑與環氧產生了反應，這種情況較多出現在顏料部分，如酞青藍，酞青綠等有機顏料。
7、漆膜易出現的問題
漆膜出現的問題也較多，本文出于篇幅的考慮只說其中的一個問題：關于閃銹的問題，水性環氧本身是不容易出現閃銹現象的，但是由于施工條件的不同會導致閃銹現象。如果在較為潮濕的條件下施工，則會在一些零件特別是板材上的焊接點、焊縫這一類以及一些鑄件上面出現不同程度的閃銹現象。如果施工條件確實會經常出閃銹現象，則需要對不同的防閃銹劑進行評估。除了要評估防閃銹劑的性能，后期對于其防腐蝕性能、耐水性能等也要做詳細的評估。
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