0 引言

粉末涂料是一種完全不含有機(jī)溶劑的環(huán)保型綠色涂料，它以微粉形態(tài)存在，采用靜電噴涂技術(shù)施涂在加熱的基材表面，熔融成膜。與傳統(tǒng)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(yōu)異，是一種從 20 世紀(jì) 60 年代在國外發(fā)展起來的高新技術(shù)。環(huán)氧粉末涂料屬于粉末涂料的一大類，采用環(huán)氧樹脂為基料、配以顏料、填料和助劑而成。進(jìn)入 90 年代之后，隨著我國石油和石化工業(yè)的發(fā)展，對管道防腐涂料提出了更高要求，許多傳統(tǒng)的防腐涂料已不能滿足需要。在這種情況下，環(huán)氧粉末涂料被應(yīng)用到管道防腐中，表現(xiàn)出杰出的粘結(jié)力、優(yōu)異的施工性、卓越的防腐性和防腐壽命，受到業(yè)界人士的好評。至今，管道防腐環(huán)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(shè)計的基本要求

環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)和性能是決定涂料和涂膜性能的主要因素，選擇環(huán)氧樹脂時應(yīng)考慮熔融溫度和分解溫度、熔融粘度、電性能、樹脂穩(wěn)定性、附著力等因素。從工業(yè)化生產(chǎn)的角度，考慮環(huán)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(huán)氧粉末涂料，一般采用室溫下為固態(tài)的雙酚 A 環(huán)氧樹脂，如 60l 、 604 等牌號的品種，可以滿足要求。環(huán)氧樹脂的用量應(yīng)與固化劑用量結(jié)合考慮，一般來說， 1 mol 環(huán)氧基團(tuán)可配 l~1.2 mol 活性氫當(dāng)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(rèn)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(xué)反應(yīng)；③制造成粉末涂料后，粉末涂料的貯存穩(wěn)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(xué)反應(yīng)，也不凝聚結(jié)塊；④從節(jié)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(huán)境衛(wèi)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)具備耐熱性，管道防腐環(huán)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(yīng)充分穩(wěn)定，使涂膜在固化過程中不發(fā)生變 色、性能削弱等問題。此外，為達(dá)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(jī)顏填料比有機(jī)顏填料的耐溫和耐化學(xué)性好。鈦白、鐵紅、鐵黑、云母氧化鐵、炭黑、酞菁藍(lán)、酞菁綠和群青、沉淀硫酸鋇，輕質(zhì)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(diào)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(jìn)劑可用微細(xì)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(jù)上述要求設(shè)計初始配方后，采用特殊的復(fù)合固化劑，經(jīng)過反復(fù)的配方調(diào)試和篩選，得到管道防腐環(huán)氧粉末涂料的最佳配方（質(zhì)量份）：

604 環(huán)氧樹脂 80

復(fù)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(huán)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(jìn)行了性能測試，結(jié)果分別見表 1~3 。

表 1 管道防腐環(huán)氧粉末涂料性能

表 2 管道防腐環(huán)氧粉末涂膜的機(jī)械性能

表 3 管道防腐環(huán)氧粉末涂膜化學(xué)穩(wěn)定性

采用差示掃描量熱儀（ DSC ）對涂料樣品進(jìn)行測試，實驗中溫度每分鐘升高 20 ℃ ，重點測試 100~ 200 ℃ 范圍內(nèi)的熱流變化，結(jié)果見附圖。

附圖 新型環(huán)氧粉末涂料的 DSC 曲線

由附圖可見： 145 ℃ 左右涂料開始交聯(lián)固化， 170 ℃ 左右放熱量達(dá)到峰值， 200 ℃ 左右固化反應(yīng)結(jié)束，在線性升溫狀態(tài)下固化時間不到 3 min 。

4 結(jié)語

經(jīng)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(chǎn)原料研制了性能優(yōu)異的管道防腐環(huán)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。