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用于热镀锌表面的低表面处理防腐涂料的研制
高新华1，方倩2(1.中国舰船研究设计中心，武汉 430064；2.海洋化工研究院有限公司，山东青岛 266071)
0 前言
输电铁塔处于各种各样的自然环境，在污染不严重的内陆地区空气中盐浓度低，湿度小，对锌层只有轻微腐蚀，热镀锌可起到很好的防护作用，可采用热镀锌的方法来进行对新塔进行防护。对于湿度大，盐雾浓度高的沿海地区，由于恶劣的环境通常会导致整塔腐蚀，可使用热镀锌再涂装防腐涂料的双重防护来提高其防护效果。高耐久性、低污染、低成本及易施工是防腐蚀涂料的发展方向，低表面处理涂料适应输变电设备在野外作业的特殊要求。目前，用于钢铁表面的低表面处理底漆产品很多，但是针对用在热镀锌钢表面的低表面处理底漆的研究却很少。本文介绍了一种在锈蚀热镀锌表面有良好的施工性能和附着力的低表面处理防腐涂料，该涂料与丙烯酸面漆配套后，涂层具有优异的防护性能，可用于输电线路铁塔的维修防护。
1 试验部分
1.1 主要原料
环氧树脂(广州巴陵石化)，增韧稀释剂 (上海兴华树脂厂)，腰果壳油固化剂(天津卡德莱公司)，云母氧化铁(铜陵宏润云母颜料有限公司)，磷酸锌(石家庄昆元化工)，锌铬黄(上海铬黄颜料厂)，云母粉(滁州格锐矿业有限责任公司)，二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯(青岛锦鹏化工有限公司)，助剂(进口)。以上原料均为工业级。
1.2 涂料制备
按配方将环氧树脂、增韧稀释剂、溶剂加入到调漆罐中，搅拌溶解后，加入助剂、防锈颜料、滑石粉，高速分散均匀后研磨至细度≤60 μm，固体含量测试合格后，过滤、包装，即制得低表面处理涂料的A组分。将固化剂、溶剂、助剂按配方比例加入到调漆罐中，搅拌均匀后，过滤、包装即得涂料B组分。使用时按mA∶mB=8∶1的比例混匀即可。用于热镀锌表面的低表面处理涂料的参考配方如表1所示。
2 结果与讨论
2.1 成膜树脂的选择
由于热镀锌、带锈热镀锌、锈蚀钢材和带旧涂层等表面采用手工处理后，常残留硬锈、水(湿气)、油和旧涂层等，故施涂的防腐涂料必须对铁锈和锌盐有较强的渗透力，在底材表面残留少量硬锈、轻微潮湿或不明显油迹的状态下，涂层与底材仍具有较强的附着力。目前，此类防腐涂料常用树脂有丙烯酸树脂、聚氨酯和环氧树脂等。其中环氧树脂因分子中含有羟基、醚键等极性基团，与金属的黏附力强，对金属表面渗透力强，对带水(湿气)、带油的金属表面具有较强的吸附力，且其涂层耐介质性能优异，最为常用。因此，本研究选用环氧树脂作为高适应性防腐涂料的成膜树脂。
2.2 增韧稀释剂对涂料性能的影响
环氧树脂涂料涂膜脆性大，在其中添加适量的增韧稀释剂是提高涂膜柔韧性的常用办法，但可用的增韧稀释剂种类较多，满足本研究要求的增韧稀释剂应具有：(1)可增加涂层的柔韧性；(2)可有效降低环氧树脂的黏度；(3)参加化学反应，且反应活性大，能够提高涂层的交联密度等特点。据此，对目前常用的几种增韧稀释剂进行了试验对比，结果见表2。
通过表2性能比较发现6360能明显提高涂膜柔韧性和冲击强度，确定选用6360作为增韧稀释剂。
2.3 固化剂的选择
环氧涂料的性能特点很大程度上取决于固化剂，高性能的环氧涂料必须配套使用高性能、施工性好的环氧固化剂。国外环氧固化剂的品种较多，一般的防腐底漆使用改性聚酰胺，而用于较高要求场合的高固体分涂料或无溶剂涂料则全部使用改性芳脂胺、改性脂环胺或多醚胺类固化剂。腰果油改性胺固化交联剂分子中含有苯环结构和不饱和长直链双键，与环氧树脂配合适用期长，可室温快速固化，也能在低温、潮湿条件下固化。其分子结构式为：
该类固化交联剂因兼具一般的酚醛胺和低分子聚酰胺的性能，使其能在带重油的底材上良好地施工，且与涂层与底材表面附着力良好。
2.4 助剂的选择
选用偶联剂KH560和附着力促进剂BYK-4511，通过与基材表面之间形成化学桥，来提高涂料与含有少量锈、湿(水)、油等杂质的基材表面的附着力。
2.5 溶剂体系的选择
为提高涂料的渗透性，有利于锈层中所含的少量水(湿气)和油等杂质的排除，以及与旧有涂层(环氧涂料、丙烯酸涂料、氟碳涂料)的附着，选用二甲苯、正丁醇、醋酸丁酯等组成的混合溶剂体系。该溶剂体系既能与树脂、固化剂相溶，又能与水、油相溶，同时还能降低涂料的黏度，减少涂层表面的缺陷。
2.6 性能测试
经测试，研制的低表面处理防腐涂料在热镀锌底材上的性能见表3。
经测试可知，所研制的低表面处理防腐涂料固体分含量高，在热镀锌基材上附着力高，涂膜柔韧性、耐冲击性好，具有良好的耐化学品性和耐盐雾性。
3 涂料的施工
3.1 基材表面处理
采用手工或动力工具将自制的带锈、带湿、带油样板表面处理至St2级，粗糙度应大于25 μm，表面无明显的浮锈、水分和灰尘残留。
3.2 涂料施工
在试验室内手工打磨带锈镀锌板后刷涂了低表面处理防腐涂料，并与丙烯酸面漆进行了配套，做耐介质、耐盐雾等性能测试。测试合格后，于2013年对输电铁塔连接件进行了手工打磨，刷涂低表面处理防腐涂料和丙烯酸面漆后，进行了现场安装，经过1 a多的使用，无论是涂料的施工性能，还是涂料的防护性能，都满足热镀锌表面的防护要求，见图1、图2。
4 结语
可用于热镀锌表面的低表面处理防腐涂料以环氧树脂和腰果油改性胺为主成膜物质，通过添加合适的增韧稀释剂、助剂、溶剂，使涂料能够直接在带少量锈蚀的热镀锌表面进行良好的施工，与丙烯酸面漆配套后具有良好的耐化学品性和耐盐雾性，满足输电铁塔难以除锈的维修要求。
