第５１卷第１Ｏ期 ２０１３年１０月 上海涂料 ＳＨＡＮＧＨＡＩ Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ Ｖｏｌ＿５１ Ｎｏ．１０ Ｏｅｔ．２０１３ 高铁机车专 用环氧防腐底漆的制备 邵德龙，冯海兵，刘志文，杨建华 （常州光辉４ＬＳ－有限公司，江苏常州２１３０１６） 摘要：以腰果油改性聚酰胺为固化剂制备了一种环氧防腐底漆，并按铁道部标准ＴＢ／Ｔ ２２６０＿＿ ２００１的规定对涂层的防腐性和机械性能进行了测试。结果表明，使用腰果油改性聚酰胺作为固化剂 能明显提高涂层的耐盐雾性，对涂层的机械性能影响甚微，达到了铁道部标准要求。 关键词：高铁机车；环氧防腐底漆；制备 中图分类号：ＴＱ ６３Ｏ．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１６９６（２０１３）１０—００１３－０３ ０引言 环氧防腐底漆是一种重要的防腐涂料，聚酰胺 固化环氧底漆因具有优异的综合性能而被广泛使用， 但是聚酰胺的低温固化效果较差，当温度低于５℃时 基本不反应。根据铁道部标准ＴＢ／Ｔ ２２６０－－２００１的要 求，环氧底漆的实干时间不应超过２４ ｈ。我们选择了 树脂Ａ、Ｂ投入调漆罐中，搅拌均匀后，加入颜填料， 搅拌均匀。然后进砂磨机研磨至要求的细度，最后根 据产品的指标调整黏度达到规定要求，过滤，待用。 Ｂ组分：于调漆罐中按配方用量加入腰果油改 性聚酰胺和溶剂，搅拌均匀，过滤，待用。 表１基本配方 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｆｏｒｍｕｌａ 腰果油改性聚酰胺作为固化剂，不仅能够低温固化， 而且制备的环氧防腐底漆具有极好的耐腐蚀性和机 械性能，具有广阔的应用前景。 原料 质量分数，％ Ａ组分 溶剂 助剂 ２０￣２５ ５￣８ ８～１５ ８～１５ ４５－５５ 环氧树脂Ａ １实验部分 １．１实验原料 环氧树脂Ｂ 颜填料 Ｂ组分 环氧树脂Ａ，壳牌；环氧树脂Ｂ，实验室自制； 腰果油改性聚酰胺，卡德莱化工；云母粉，安徽滁州； 腰果油改性聚酰胺 溶剂 ４０－５０ ４０￣５０ 滑石粉，山东栖霞；重晶石粉，陕西；氧化铁红，铜 陵市环球矿业有限公司；磷酸锌，德国凯佰；分散剂， ＢＹＫＰ１０４Ｓ；膨润土Ｂｅｎｔｏｎｅ３４，海明斯；防划痕剂， １．４样板的制作和性能指标 按ＧＢ／Ｔ ９２７１－－１９８８标准对冷轧钢板进行表面 处理，将Ａ组分与Ｂ组分按质量比６：１混合，搅拌均 匀后采用空气喷涂，气压为０．４～０．５ ＭＰａ。喷涂２道， 涂装间隔２４ ｈ，控制干膜厚度为（７０±５） ｍ。室温放 置７ ｄ后，在试板上沿对角线划十字交叉形划痕，露 美国瑞宝；硅烷偶联剂，道康宁；二甲苯、正丁醇、 芳烃１００ ，国产工业级。 １．２实验配方 实验的基本配方见表１。 １．３制漆工艺 出金属底板，再用松香和石蜡封边。根据铁道部标准 ＴＢ／Ｔ ２２６０－－２００１对试样进行性能测试，检测结果如 表２所示。 Ａ组分：按配方用量按顺序将溶剂、助剂、环氧 ［收稿日期］２０１３—０８—２０ １４ 上海涂料 第５１卷 表２环氧防腐底漆的性能指标 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｉｍｅｒ 检验项目 技术指标 检验结果 检验方法 不挥发物含量／％ ≥６０ ７０ ＧＢ／Ｔ ６７５１ 流出时间／ｓ ≥２Ｏ ３８ ＧＢ／１＇６７５３．４ 细度／ｌａｍ ≤５０ ３０ ＧＢ／Ｔ ６７５３．１ 适用期，｝ｌ ≥４ ５．５ 表干时间／ｌ１ ≤４ ５ｒａｉｎ ＧＢ／Ｔ１７２８ 实干时间ｍ ≤２４ ６ ＧＢ／Ｔ１７２８ 弯曲试验／ｍｍ ≤２ １ ＧＢ／Ｔ６７４２ 帮英 验／ｍｍ ≥４ ６ ＧＢ／＇ｒ９７５３ 划格附着力，级 ≤１ ０ ＧＢ／Ｔ９２６８ 耐冲击性／ｅｍ ≥５０ ５Ｏ ＧＢ，ｒ１７３２ 耐盐雾性 ５００ ｈ板面无气泡、不生７００ ｈ，合格ＧＢ／Ｔ １７７１ 锈；十字划痕处锈蚀 宽度≤２ｍｍ（单向） 由表２可见：研制的环氧防腐底漆的机械性能 和耐盐雾性都很优异，完全可以满足铁道部标准，是 一种优异的防腐蚀涂料。 ２配方设计及分析 ２．１环氧树脂的选择 高铁机车用环氧底漆，不仅要具有极好的耐盐 雾性，而且应具有良好的机械性能，因此在Ａ组分 配方中，主体树脂Ａ选择了８２８环氧树脂，其交联密 度高，有利于提高耐盐雾性，树脂Ｂ为实验室自制的 环氧树脂，它不仅能够改善漆膜的机械性能，提高 其柔韧性，而且与８２８树脂拼用呈现出更优异的耐 盐雾性和机械性能，因此我们选择这两种树脂混拼 来满足成膜性能的需要，不同比例树脂配漆后的性 能如表３所示。 表３不同比例树脂的漆膜性能 Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｉｆｌｍ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅｓｉｎ 由表３可见：随着树脂Ｂ用量的增加，漆膜的 柔韧性增加，耐盐雾性先增大后减小。ｍ（树脂Ａ）： ｍ（树脂Ｂ）为ｌ：１时，涂料的综合性能最佳。 ２．２填料的选择 在防腐涂料中填料的选择对涂层最终的性能影 响极大，填料的合理选用和适量添加不仅能提高涂 层的机械强度、耐磨性和遮盖力，而且能减少环氧树 脂固化时的体积收缩率，赋予涂料良好的贮存稳定 性；过量加入则会增加涂料黏度，难以流平，造成 施工困难。本实验选用了云母粉、滑石粉和重晶石 粉。云母粉和滑石粉吸油量高，它们的添加量分别为 ６％；重晶石粉吸油量低，其添加量为１２％。它们的 合理搭配，不仅使漆膜具有良好的耐腐蚀性和机械 性能，而且可有效地降低成本。 ２．３防锈颜料的选择 为了保证环氧底漆具有良好的耐腐蚀性，必须 添加防锈颜料，如磷酸锌、三聚磷酸铝、铁钛粉等。 通过一系列的筛选，我们发现德国凯佰的磷酸锌不 仅具有优异的分散性，还具有优异的防锈性。 本实验选用了两种防锈颜料复配的方法，实现 了有机缓蚀和无机防锈的协同作用，发挥出最佳的 耐腐蚀性。通过实验发现，涂膜的防锈性能随着防锈 颜料用量的增加而逐步增强，但当防锈颜料的用量 达到ｌ２％后，进一步增大防锈颜料的用量，漆膜的 防锈性能不再有明显改善。考虑成本因素，确定防 锈颜料的用量为１２％。在本体系中添加国产磷酸锌 和凯佰磷酸锌进行对比实验，结果如图１所示。 ａ一国产磷酸锌 ｂ一凯佰磷酸锌 图１防锈颜料的对比实验 Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｅｓｔ ｏｆ ａｎｔｉｒｕｓｔ ｐｉｇｍｅｎｔｓ 第１０期 邵德龙，等：高铁机车专用环氧防腐底漆的制备 １５ 由图１可见：添加凯佰磷酸锌的漆膜单向锈蚀 宽度明显小于２ ｍｍ，具有优异的防锈性能。 ２．４助剂的选择 ３结语 （１）采用８２８环氧树脂和自制的环氧树脂复配， 偶联剂能增加涂料对无机底材的黏结力，增大涂 膜与底材的附着力，从而提高涂膜的抗起泡能力。有 机硅烷偶联剂的通式为ｘ，ｓｉ（ＣＨ ）ｎＹ，Ｘ基团是易水 解的基团，Ｙ基团是与给定树脂发生反应的有机官能 团。反应性硅烷偶联剂的ｘ基团和无机底材的羟基 （或底材表面的水层）形成氢键，然后缩聚而形成氧 以腰果油改性聚酰胺作固化剂，添加一些片状填料， 选用凯佰磷酸锌防锈颜料、道康宁硅烷偶联剂以及 瑞宝的防划痕腐蚀剂，制得一种耐腐蚀性优异的环 氧防腐底漆，完全能够满足高铁机车底漆的要求。 （２）此环氧防腐底漆不仅具有优异的耐腐蚀性 和机械性能，还具有良好的低温固化性能，可在温度 丙环键，其形成过程如图２所示。本配方选用道康宁 公司的Ｚ一６０４０，用量为０．５％一１．５％。 低于５℃的冬天使用，克服了聚酰胺固化环氧底漆的 缺点，具有广阔的应用前景。 参考文献 Ｈ０一Ｓｉ—Ｏ—Ｓｉ一０一Ｓｉ—ＯＨ Ｏ ０ ０ ／＼ ／＼ ／＼ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ ＼／ ＼／ ＼／ ０ ０ ０ Ｈ０一Ｓｉ—ｏ—Ｓｉ一０一Ｓｉ一０Ｈ １ 李桂林．环氧树脂的固化（三）［Ｊ］．涂料工业，１９８７，１７（０５）： ４９－５６． ２禾田，李荣先，赵雪飞，等．环氧树脂固化剂——腰果胺的合成［Ｐ］． ＣＮ １３７４２９２，２００２一ｌ０—１６． ７ 金属基体 金属基体 ３李桂林．环氧防腐蚀漆配方设计（二）——固化剂、颜填料及助剂 的选择［Ｊ］．涂料工业，１９８３，１３（０６）：２３—２７． 图２有机硅偶联剂的作用机理 Ｆｉｇｕｒｅ ２ Ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｇｅｎｔ ４朱能杰，潘神燕，蓝席建，等．钢结构高固体分防腐蚀环氧涂料的 制备［Ｊ］．宁波化工，２００９（０３）：２５—２８． 由于ＴＢ／Ｔ ２２６０－－２００ １标准规定盐雾试验样板表 面须划叉，漆膜表面被划破后，大大地增加了基材的 ５ 曹楚南．腐蚀电化学原理［Ｍ］．第２版．北京：化学工业出版社， ２００４：２１８—２２１． 腐蚀速率。本研究通过加入抗划痕腐蚀助剂，有效地 减缓了划叉处基材的腐蚀程度。该助剂是一种极性 物质，能吸附在基材表面形成一层单分子保护膜，阻 止外界腐蚀因子对基材的侵蚀。通过实验发现，防划 痕腐蚀剂的用量以０．５％为宜。 ６何金花，张鑫，高延敏．磷酸锌对涂层耐腐蚀性能的影响［Ｊ］．全 面腐蚀控制，２００８，２２（０１）：４１—４３． ７黄秉升．盐雾试验标准及实施［Ｊ］．涂料工业，２００２（１２）：３９—４１． ８李国莱，张慰盛，管从胜．重防腐涂料［Ｍ］．北京：化学工业出版 社．１９９９． Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｅｐｏｘｙ Ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ Ｐｒｉｍｅｒ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ—Ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ Ｓｈａｏ Ｄｅｌｏｎｇ，Ｆｅｎｇ Ｈａｉｂｉｎｇ，Ｌｉｕ Ｚｈｉｗｅｎ，Ｙａｎｇ Ｊｉａｎｈｕａ （Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｈｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ，２１３０１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｐｒｉｍｅｒ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃａｓｈｅｗ ｏｉｌ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ａｓ ｔｈｅ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ．Ｔｈｅ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｖｓ ｓｔａｎｄａｒｄ ＴＢ／Ｔ ２２６０－－２００ １．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｃａｓｈｅｗ ｏｉｌ—ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ａｓ ｔｈｅ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｃａｎ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓａｌｔ ｆｏｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｗｈｉｌｅ ｈａｖｅ ｌｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ，ｒｅａｃｈｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙｓ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ；ｅｐｏｘｙ ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ ｐｒｉｍｅｒ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
