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  環(huán)氧樹脂涂料 

    

    
    環(huán)氧樹脂涂料(簡稱環(huán)氧涂料)以其性能優(yōu)異及應(yīng)用廣泛而聞名于世
    。在對合成樹脂改性
    、涂料品種創(chuàng)新和專用涂料發(fā)展等領(lǐng)域，環(huán)氧樹脂及其涂料都起著重要作用
    。目前，環(huán)氧涂料(清漆及磁漆)已成為涂料工業(yè)中的支柱產(chǎn)品之一。 
    
    1、環(huán)氧涂料的分類
    
    環(huán)氧涂料是合成樹脂涂料的主要產(chǎn)品之一
    ，大體上有五種分類方法
    。
    
    (1)以施工方式分類
    
    有噴涂用環(huán)氧涂料、滾涂用環(huán)氧涂料
    、流涂用環(huán)氧涂料
    、浸涂用環(huán)氧涂料
    、靜電施工用環(huán)氧涂料、電泳施工用涂料
    、粉末流動施工用涂料及刷涂用環(huán)氧涂料等。
    
    (2)以用途分類
    
    有建筑涂料
    、汽車涂料
    、艦船涂料、木器涂料
    、機器涂料
    、標志涂料、電氣絕緣涂料
    、導電涂料、耐藥品性涂料
    、防腐蝕涂料
    、耐熱涂料、防火涂料
    、示溫涂料
    、潤滑涂料
    、燒蝕隔熱涂料
    、食品罐頭涂料和阻燃涂料等?div   id="d48novz"   class="flower left">
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    ，以用途分類時，可概括為建筑用
    、工業(yè)用和特種用三大類環(huán)氧涂料。
    
    (3)以固化方式分類
    
    自干型環(huán)氧涂料：單組分
    、雙組分和多組分液態(tài)涂料
    ；
    
    烘干型環(huán)氧涂料：單組分(或雙組分)固態(tài)和液態(tài)涂料；
    
    輻射固化型涂料：環(huán)氧樹脂改性的液態(tài)涂料
    。
    
    (4)以固化劑名稱分類
    
    有胺固化型環(huán)氧涂料
    、酸酐(或多元酸)固化型環(huán)氧涂料、離子引發(fā)固化型環(huán)氧涂料和合成樹脂固化型環(huán)氧涂料等
    。
    
    (5)以涂料狀態(tài)分類
    
    有溶劑型環(huán)氧涂料、高固體分(少溶劑)型環(huán)氧涂料、液態(tài)無溶劑型環(huán)氧涂料
    、粉末型環(huán)氧涂料及水性(水乳化型和水溶型)環(huán)氧或環(huán)氧改性涂料
    。
    
    在涂料工業(yè)中，以環(huán)氧涂料用途及狀態(tài)分類居多
    。
    

    
    2
    、環(huán)氧涂料的組成
    
    環(huán)氧涂料由環(huán)氧樹脂、環(huán)氧酯
    、改性及固化用的合成樹脂(以上組分統(tǒng)稱為基料)
    、固化劑
    、著色顏料及體質(zhì)顏料(簡稱顏填料)
    、溶劑(包括水)、各種功能性助劑等材料組成
    。其主要材料對環(huán)氧涂料的使用性影響如下
    。
    
    (1)基料
    
    環(huán)氧涂料中的基料是重要的成膜物質(zhì)。常用的基料品種除基礎(chǔ)基料環(huán)氧樹脂外
    ，還有酚醛樹脂
    、氨基樹脂
    、有機硅樹脂
    、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂
    、聚硫橡膠
    、液態(tài)聚丁二烯、液態(tài)丁腈橡膠
    、糠醇樹脂、煤瀝青等輔助基料
    。環(huán)氧樹脂與輔助基料進行科學合理地配合
    ，可以制備各種性能的環(huán)氧涂料。
    
    特別提示
    ，環(huán)氧樹脂分子中含有吸電子基團時
    ，會增加與路易斯堿(親核試劑)固化劑的反應(yīng)速度、而降低與路易斯酸(親電試劑)固化劑的反應(yīng)速度
    ；環(huán)氧樹脂分子中含有給電子基團時
    ，會增加與路易斯酸固化劑的反應(yīng)速度，降低與路易斯堿固化劑的反應(yīng)速度
    。掌握
    、控制環(huán)氧樹脂與固化劑的反應(yīng)速度
    ，是決定環(huán)氧涂料涂裝性及使用性的技術(shù)關(guān)鍵之一。應(yīng)根據(jù)不同應(yīng)用技術(shù)要求
    ，確定不同結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂
    。
    
    (2)固化劑
    
    固化劑結(jié)構(gòu)和反應(yīng)活性對環(huán)氧涂料的固化反應(yīng)速度起決定性作用
    。例如，在加成固化反應(yīng)中
    ，芳胺加成物
    、苯酚/甲醛與胺縮合物都能在低溫下使環(huán)氧樹脂快速固化；300號聚酰胺在低溫下與環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)慢
    ；酸酐及其衍生物在較高溫度下才能與環(huán)氧樹脂充分固化。
    
    用E—44環(huán)氧樹脂為基料
    ，取胺當量：環(huán)氧當量＝0.6：1
    ，在10～12℃下幾種胺固化劑的固化反應(yīng)性。
    
    (3)顏填料
    
    在環(huán)氧磁漆中
    ，顏填料是不可缺少的組分
    。值得提示的是，額填料品種對涂膜內(nèi)應(yīng)力的影響
    。在涂料中，增加欽白和氧化鋅用量
    ，會提高涂膜的彈性模量
    、增加內(nèi)應(yīng)力、降低粘結(jié)強度
    ；增加鋁粉和滑石粉用量
    ，會抑制涂膜體積收縮、提高彈性模量
    、對內(nèi)應(yīng)力基本無影響、并有改進涂膜粘結(jié)強度作用
    。幾種常用的顏填料使涂膜產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力大小順序是：鈦白＝氧化鋅＞硫酸鋇＞碳酸鈣＞滑石粉＝鋁粉
    。
    
    環(huán)氧涂膜的內(nèi)應(yīng)力隨著氧化鋅用量增多而增大，涂膜的粘結(jié)強度鵬氧化鋅用量增多而降低
    。試驗證明
    ，涂膜內(nèi)應(yīng)力超過粘結(jié)力時，涂膜就會剝離
    ；內(nèi)應(yīng)力超過內(nèi)聚力時
    ，涂膜就會開裂。
    
    (4)助劑
    
    環(huán)氧涂料中的助劑主要有固化促進劑
    、觸變劑
    、流平劑、消泡劑
      、阻燃劑
      、增塑劑和偶聯(lián)劑等
      ，其中對固化反應(yīng)速度影響最大的是固化促進劑
      。
    
    環(huán)氧涂料中的環(huán)氧樹脂與固化劑反應(yīng)時，選用的固化促進劑結(jié)構(gòu)和用量對固化反應(yīng)速度影響甚大
      。當固化促進劑的空間位阻增大時
      ，不利于固化反應(yīng)進行；固化促進劑用量增加
      ，會加快固化反應(yīng)速度
      。
    
    用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂：多官能度環(huán)氧化物一硫化氫加成物＝100：75(質(zhì)量比)
      ，選用叔胺作固化促進劑
      ，在25℃下進行固化反應(yīng)。 
    
    用液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹脂：聚硫醇＝100：60(質(zhì)量比)
    ，選用DMP—30作固化促進劑
    ，在25℃下進行固化反應(yīng)，DMP—30用量對凝膠時間的影響見下表
    。表中①表示每100份(質(zhì)量份)環(huán)氧樹脂中加入固化促進劑的份數(shù)(質(zhì)量份)。
    
    (5)固溶劑 
    
    環(huán)氧涂料采用的溶劑多數(shù)由二種或二種以上有機溶劑混合而成
    ，也稱為惰性稀釋劑(簡稱稀釋劑)
    。值得注意的是，不同結(jié)構(gòu)的溶劑對固化反應(yīng)會起不同的作用
    。
    
    1)溶劑的抑制作用  在環(huán)氧基與含活潑氫化合物的固化反應(yīng)中
    ，氫鍵接受體作溶劑時，對固化反應(yīng)起抑制作用
    。因為氫鍵接受體會與固化反應(yīng)體系內(nèi)的氫鍵給予體結(jié)合
    ，消耗氫鍵給予體的濃度
    ，減慢固化反應(yīng)速度
    。設(shè)氫鍵接體為Y，它與氫鍵給予體(HX)相結(jié)合成氫鍵：        Y+HY→Y……HX
    
    由于形成氫鍵
    ，導致原固化體系內(nèi)的LIx與環(huán)氧基反應(yīng)效能減弱
    ，使環(huán)氧樹脂分子內(nèi)(或固化反應(yīng)中產(chǎn)生的)經(jīng)基的自催化作用減弱
    。
    
    2)溶劑的反應(yīng)性  在固化反應(yīng)體系中，經(jīng)常存在路易斯酸類固化促進劑
    。如果選用環(huán)已酮作溶劑，會發(fā)生縮酮化反應(yīng)
    。如果選用酯類作溶劑
    ，會發(fā)生酯與羥基間進行的酯交換反應(yīng)，這種反應(yīng)會影響固化涂膜的性能
      ，尤其是在烘烤條件下
      ，使用酮和酯類溶劑時應(yīng)十分小心
      。
    

    
    3
      、環(huán)氧涂料的應(yīng)用
    
    目前
      ，國內(nèi)外環(huán)氧樹脂及其改性樹脂制造的涂料品種和應(yīng)用領(lǐng)域大體相同其主要應(yīng)用領(lǐng)域如石油化工
      、食品加工、鋼鐵
      、機械
      、交通運輸、電力電子
      、海洋工程
      、地下設(shè)施和船舶工業(yè)等都大量使用環(huán)氧涂料
      ，具體應(yīng)用如下
      。
    
    (1)防腐蝕涂料的應(yīng)用
    
    人們以防腐蝕涂料的特定要求為依據(jù)，制備出各種防腐蝕涂料
      。應(yīng)用于鋼材表面
      、飲水系統(tǒng)、電機設(shè)備
      、油輪
      、壓載艙
      、鋁及鋁合金表面和特種介質(zhì)等防腐蝕
      ，獲得優(yōu)異的效果。        
    
    (2)艦船涂料
    
    海上的潮濕
      、鹽霧
    、強烈的紫外線和微堿性海水的侵襲等苛刻環(huán)境，對涂膜是一種嚴峻考驗
    。環(huán)氧涂料附著力強
    、防銹性和耐水性優(yōu)異
    、機械強度及耐化學藥品性好，在艦船防護中起重要作用
    。環(huán)氧酪涂料用于船殼
    、水線和甲板等部位，發(fā)揮了耐磨
    、耐水
    、耐油和“濕態(tài)”粘結(jié)性強等特點。
    
    (3)電氣絕緣涂料
    
    環(huán)氧涂料形成的涂膜具有電阻系數(shù)大
    、介電強度高
    、介質(zhì)損失小和“三防”性好等優(yōu)點。廣泛用于浸漬電機及電器設(shè)備的線圈
    、繞阻及各種絕緣纖維材料
    、各種組合配件表面、粘接絕緣材料
    、裸0體導線
    、澆注料、電子元器件的絕緣保護等領(lǐng)域
    。 
    
    (4)食品罐頭內(nèi)壁涂料
    
    利用環(huán)氧涂料的耐腐蝕性和粘結(jié)性
    ，制成抗酸、硫等介質(zhì)的食品罐頭內(nèi)壁涂料
    。環(huán)氧樹脂—甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸制得水溶性的飲料罐內(nèi)壁涂料
    ，用于啤酒和飲料瓶內(nèi)壁防護，環(huán)氧—酚醛涂料用于食品罐頭內(nèi)壁防護
    、具有好的抗酸(硫)效果
    。中國是食品工業(yè)大國，食品飲料包裝用涂料前景看好
      。 
    
    (5)水性涂料的應(yīng)用
    
    用環(huán)氧酯配制的水性電泳涂料有獨特階性能。涂膜有優(yōu)良的耐蝕性
      、保色性和一定的裝飾性
      。電泳涂料用于汽車工業(yè)、醫(yī)療器械
    、電器和輕工產(chǎn)品等領(lǐng)域
    。
    
    雙組分水性環(huán)氧涂料用于新引日混凝土間粘接，能有效地防止機械損傷和化學藥品危害
    ；利用雙組分水性環(huán)氧涂料對核反應(yīng)堆裝備設(shè)施進行防護
    ，容易除去放射性污染；雙組分水性環(huán)氧地坪涂料等
    ，都是無污染性的涂料品種
    。
    
    (6)專用涂料的應(yīng)用
    
    環(huán)氧專用涂料主要用于地下貯罐防腐、防水
    、防滲漏
    ，高溫環(huán)境及宇宙飛行器燒蝕隔熱，指示設(shè)備或儀器的隔熱
    、阻燃防火
    、高溫防腐、鐵軌潤滑及磁性材料防護等
    。
    
    (7)粉末涂料的應(yīng)用
    
    環(huán)氧粉末涂料用于家用電器工業(yè)、儀器儀表工業(yè)
    、電機工業(yè)
    、輕工行業(yè)、石油化工防腐
    、建筑五金
    、電氣絕緣
    、船舶工業(yè)和汽車零部件等領(lǐng)域
    。