0 引言 粉末涂料是一種完全不含有機溶劑的環保型綠色涂料，它以微粉形態存在，采用靜電噴涂技術施涂在加熱的基材表面，熔融成膜。與傳統的溶劑型涂料相比，粉末涂料沒有溶劑污染、涂覆方便、固化速度快、涂膜性能優異，是一種從 20 世紀 60 年代在國外發展起來的高新技術。環氧粉末涂料屬于粉末涂料的一大類，采用環氧樹脂為基料、配以顏料、填料和助劑而成。進入 90 年代之后，隨著我國石油和石化工業的發展，對管道防腐涂料提出了更高要求，許多傳統的防腐涂料已不能滿足需要。在這種情況下，環氧粉末涂料被應用到管道防腐中，表現出杰出的粘結力、優異的施工性、卓越的防腐性和防腐壽命，受到業界人士的好評。至今，管道防腐環氧粉末涂料已成為最具市場前景的品種之一。 1 涂料配方研究 1.1 配方設計的基本要求 環氧樹脂的結構和性能是決定涂料和涂膜性能的主要因素，選擇環氧樹脂時應考慮熔融溫度和分解溫度、熔融粘度、電性能、樹脂穩定性、附著力等因素。從工業化生產的角度，考慮環氧樹脂的合成工藝、原料來源、價格、毒性等重要條件。管道防腐環氧粉末涂料，一般采用室溫下為固態的雙酚 A 環氧樹脂，如 60l 、 604 等牌號的品種，可以滿足要求。環氧樹脂的用量應與固化劑用量結合考慮，一般來說， 1 mol 環氧基團可配 l~1.2 mol 活性氫當量的固化劑。 固化劑在很大程度上支配著涂料和涂膜的性能，因此必須認真選好固化劑。一般要求：①在常溫下是固體，即粉末狀、粒狀或者片狀；②在制造粉末涂料的熱熔融混合工序中，同樹脂或者其他成分不起化學反應；③制造成粉末涂料后，粉末涂料的貯存穩定性良好，在室溫下貯存半年以上，同樹脂及其他成分不起化學反應，也不凝聚結塊；④從節能考慮，配制成粉末涂料后，能促使粉末涂料在低溫下迅速固化，形成滿意的涂膜；⑤要求固化劑的刺激性臭味和毒性小，無害于身體健康和環境衛生；⑥在烘烤成膜過程中，最好不釋放出有刺激性臭味及有毒的化合物或者氣體；⑦固化劑應無色，不能使涂膜著色，否則影響涂膜外觀和使用效果；⑥固化劑要求生產工藝簡單、原料來源豐富、價格便宜。一般采用酚醛樹脂、雙氰胺、改性雙氰胺咪唑等固化體系。 顏填料應具備耐熱性，管道防腐環氧粉末涂料的固化溫度一般在 200~ 240 ℃ ，選用的顏填料在此 溫度下應充分穩定，使涂膜在固化過程中不發生變 色、性能削弱等問題。此外，為達到防腐性能的要求，還要求顏填料具有足夠的硬度和耐磨性，總體 __ 來說，無機顏填料比有機顏填料的耐溫和耐化學性好。鈦白、鐵紅、鐵黑、云母氧化鐵、炭黑、酞菁藍、酞菁綠和群青、沉淀硫酸鋇，輕質碳酸鈣、滑石粉、高嶺土、沉淀二氧化硅、云母粉和石英粉等，可以滿足要求。 使用助劑的目的是調整涂料的特定功能。流平劑可用丙烯酸樹脂類流平劑，用量為樹脂用量的 0.2%~2% 。涂膜邊角覆蓋力改進劑可用微細粉狀二氧化硅。消光劑可用納米二氧化硅、滑石粉、硬脂酸鋁、硬脂酸鈣等。 1.2 涂料配方 根據上述要求設計初始配方后，采用特殊的復合固化劑，經過反復的配方調試和篩選，得到管道防腐環氧粉末涂料的最佳配方（質量份）： 604 環氧樹脂 80 復合固化劑 24.4 顏填料 40 助劑 0.6 2 涂料制備工藝 涂料制備工藝如下： 環氧樹脂、固化劑、顏填料、助劑→混合→擠出→壓片→粉碎→樣品。 3 涂料性能 對篩選出的最佳配方，進行了性能測試，結果分別見表 1~3 。 表 1 管道防腐環氧粉末涂料性能
表 2 管道防腐環氧粉末涂膜的機械性能
表 3 管道防腐環氧粉末涂膜化學穩定性
采用差示掃描量熱儀（ DSC ）對涂料樣品進行測試，實驗中溫度每分鐘升高 20 ℃ ，重點測試 100~ 200 ℃ 范圍內的熱流變化，結果見附圖。
附圖 新型環氧粉末涂料的 DSC 曲線 由附圖可見： 145 ℃ 左右涂料開始交聯固化， 170 ℃ 左右放熱量達到峰值， 200 ℃ 左右固化反應結束，在線性升溫狀態下固化時間不到 3 min 。 4 結語 經過深入的理論分析和精心的材料選擇，減少了涂料配方篩選的工作量。采用國產原料研制了性能優異的管道防腐環氧粉末涂料，完全可以滿足我國管道防腐的需要，市場前景十分看好。 |
