水性防腐蚀涂料现状与存在问题

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1、第48卷第8期上海涂料Vo1．48No．82010年8月SHANGHAIC0ATINGSAug．2010ll生防腐蚀涂米现)}l犬与存在问题穆颖曲辉德方基祥周铭(1．中海油常州涂料化工研究院，213016；2．一汽解放青岛汽车厂，266043)摘要：结合自身的研究，从涂料组成的角度阐述目前国内外水性防腐蚀涂料的研究动态，并提出该领域发展所面，I占的问题与可能趋向。指出自乳化与外乳化统一，低毒与无毒化驱动，交联密度与憎水性的完善是今后一段时间内水性防腐蚀涂料的主要发展方向。关键词：水性涂料；乳化；防腐蚀涂料中图分类号：TQ630．7文献标识码：A文章编号

2、：1009—1696(2010)08—0027—040引言控制亲水基的活性。近年来，水性聚合物的研究在围绕水乳化与水溶性开展的同时，在成膜树脂上仍主要近年来，随着社会工业化程度的提升，环境压力采用传统的用于防腐的聚合物，如环氧、聚氨酯、醇逐渐成为社会各界关注的重要议题。在防腐蚀涂料领酸、氟碳等。域，由于溶剂型体系占绝对垄断地位，大量挥发性有1．1环氧树脂水性化体系机化合物(VOC)排人大气中，不仅造成空气与水环水性环氧是目前水性防腐蚀涂料研究最多的品境的污染，而且不利于人体健康和节能减排。为此，种之一，这主要考虑到环氧树脂良好的底材黏附性和减少VOC在

3、空气中的排放一直是涂料防腐领域的首可交联特征。目前水性环氧已发展到第3个阶段，即要议题之一，而涂料水性化是减少VOC含量的主要利用自乳化型的环氧树脂(如含聚氧乙烯基团的环氧手段。目前在防腐蚀涂料领域，除在实验阶段的部分树脂)与具有强极性基团的水性环氧固化剂(胺类)品种，如水性双组分聚氨酯、水性醇酸等以外，大部均匀混合，体系中环氧树脂的相对分子质量与软化点分品种已有工业化产品面世，涉及车辆、石化、钢结较高。该体系由于固化剂需要从水相迁移到环氧树构等领域的涂装，在整个涂料领域向水性化转移的过脂分散体中，从而降低了反应物浓度，延长了涂料的程中，水性防腐蚀涂料

4、取得的业绩更加显著。适用期。另外，环氧树脂与固化剂均为水分散性，相互之间的相容性较好，成膜过程中环氧与氨基充分接1成膜树脂触，有利于提高涂层的耐水性与抗锈蚀性⋯。自乳化环氧树脂分子链上的亲水性官能团既有成膜树脂是实现水性涂料防腐的基础，高分子成阴离子型，亦有阳离子或非离子型。有通过扩链剂，膜物要实现在水中溶解或分散必须具备直接或间接如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基磺酸盐引入亲水官能的亲水官能团，亲水性官能团的数量直接左右高分子团，亦有利用环氧分子中的亚甲基在引发剂作用下，聚合物在水中的水溶性或水分散性。通常，水溶性高与不饱和亲水性单体共聚完成亲水历程的。在实

5、分子聚合物的成膜性较水分散性高分子聚合物理想。施环氧亲水化的同时，也有将通常丙烯酸酯乳液的制但亲水基过多不利于涂层的耐水性，所以为实现成膜备技术引入到环氧改性之中，如具有核一壳结构的丙树脂在水中均匀稳定分散并具有良好的成膜致密性，烯酸一环氧水分散体，由于核、壳的亲水亲油性不同，既要控制聚合物表面或链段的亲水官能团数量，也要大大改善了树脂成膜后的耐水性。【收稿日期]2010—07—1328上海涂料第48卷1．2有机硅水分散体单体与丙烯酸酯共聚。环氧与有机硅的改性均能显硅氧烷的成膜过程与一般聚合物水分散体不完著提高乳液成膜后的耐水性，进而延长涂层的防护全相

6、同，它兼具乳液因自身重量挤压成膜与水解缩合周期。交联的物理一化学过程。而其中化学过程是在体系因日前，我们发现：通过含双键的磷酸酯与有机硅、空气中的H(酸雨带入)引入后才开始启动的，所以环氧对丙烯酸酯进行复合改性，利用磷酸酯中游离的乳液因本身不含H而能稳定贮存。在国外的水性防羧基被有机碱中和而形成水分散体，乳液成膜后其耐腐涂料专利中，有很多并非纯有机硅体系，一般有机水性、耐盐水性得到大幅度改善。我们认为，在这一硅一丙烯酸共聚乳液较多，这可能源于有机硅的成本体系的成膜中发生如下过程：与有机硅同其它成膜树脂之间的配套性。在制备水性有机硅聚合物及其涂料的过程中

7、，需。：；一一lSi-OR—I+l使用大量表面活性剂，以获得所需的涂料性能，这会O‘HNR3OR使漆膜的耐水性降低。水性有机硅涂料的成膜过程及机理，决定了其漆膜具有较好的防水性和透气性，其0=；Pf-ORRO-S；li-0-S；li-O-用于金属涂装时，漆膜对水蒸气及氧气等的屏蔽作用OO0还不够好。目前的研究热点主要是对有机硅树脂进行金属底材改性，使其具有良好的防腐蚀性。1．3水性醇酸涂料即既有硅氧烷的水解缩合过程，又发生了磷酸酯这里提及的水性醇酸涂料不包括烘烤型与自干的成膜过程形成磷化膜。硅氧烷水解缩合既改善了憎型双组分交联体系，只讨论单组分氧化成膜

8、体系。水性，又提高了涂层的致密性；磷化膜的形成则增强目前水分散性的自乳化醇酸树脂通过胺或氨水了