環(huán)氧樹脂的防腐蝕性能優(yōu)異，對(duì)金屬和非金屬復(fù)合材料的附著力好、抗化學(xué)品安全性能優(yōu)良、硬度高、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛研究應(yīng)用于企業(yè)各個(gè)不同領(lǐng)域如粘接劑、涂料等。因此水性環(huán)氧涂料作為行業(yè)內(nèi)未來的一個(gè)方向漸漸成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)。

 水性環(huán)氧涂料與溶劑型環(huán)氧涂料相比，其涂料中含有較少的揮發(fā)性有機(jī)溶劑，使得環(huán)保的壓力大大降低。但是水性環(huán)氧涂料目前仍存在涂料干性慢、干燥條件要求較高的問題，這也是水性環(huán)氧底漆在制備和研究中需要解決的問題。 

目前水性環(huán)氧底漆的綜合性能尚難滿足應(yīng)用要求，在施工性、穩(wěn)定性和防腐蝕性方面與溶劑型環(huán)氧涂料相比還有較大的改善空間。水性環(huán)氧涂料的配方設(shè)計(jì)復(fù)雜了很多，其中最主要的原因還是成膜物質(zhì)的不同。各個(gè)廠家的水性環(huán)氧樹脂，它們的特點(diǎn)與應(yīng)用的環(huán)境不同而相差較大，所以對(duì)于不同廠家的產(chǎn)品，單純的進(jìn)行使用配方的直接替換有一定的難度。 

今天，小編就和大家一起探討一下水性環(huán)氧防腐漆的配方設(shè)計(jì)。

 1、水性環(huán)氧乳液 目前市面上的水性環(huán)氧乳液從合成的工藝來說，主要分為兩種： 

（1）外乳化法——使用環(huán)氧樹脂的乳化劑，然后跟環(huán)氧樹脂混合，但是由于各家的乳化劑的乳化能力的不同，所以添加量不同，混合均勻后在這個(gè)體系中逐漸加入水。在這個(gè)過程中，乳化劑的添加量與漆膜的耐水性、耐鹽霧性等有很大的關(guān)系。 

（2）自乳化法——將親水的基團(tuán)接入到環(huán)氧樹脂分子鏈上，使得環(huán)氧樹脂在不存在游離乳化劑的情況下，也可以被水稀釋。

 這里需要說明的是，以上兩種制備方法并沒有明確的優(yōu)劣之分，但工藝的不同，其性能相差也很大。通常情況下，在加入相同的親水基團(tuán)的情況下，環(huán)氧乳液粒徑越小，其乳液的穩(wěn)定性、漆膜的耐水性以及耐鹽霧性能越好。例如我司的產(chǎn)品AERS®6056，其平均粒徑為D90≤1μm，具備了如下優(yōu)點(diǎn)： 

（1）穩(wěn)定性好，對(duì)顏填料有一定的分散作用 

 （2）表干速度快，可用水稀釋

 （3）低氣味，環(huán)保安全 

 （4）具有優(yōu)異的耐水性和耐鹽霧性 

（5）粒徑小，流平性好，光澤高

 2、水性環(huán)氧固化劑 水性環(huán)氧固化劑與溶劑型環(huán)氧固化劑不同，水性環(huán)氧固化劑在目前市面上常見的類型主要分為離子型與非離子型的胺加成物固化劑兩種。 

離子型固化劑主要是部分成鹽的改性脂肪胺水溶性固化劑，通常情況下，這一類的胺固化劑由于胺在擴(kuò)鏈的過程中，親水性逐漸下降，導(dǎo)致其無法通過自身的親水性來形成穩(wěn)定的成分，所以需要在配方中加入少量的弱酸。

 非離子型固化劑則是在整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，通過加入親水的帶基團(tuán)分子化合物，或者是使用親水性更加出色的樹脂進(jìn)行擴(kuò)鏈，使得其可以在水加入的情況下也能穩(wěn)定。我司的AERS®7013是該類型的產(chǎn)品，其具備了優(yōu)異的干燥速度以及優(yōu)秀的耐鹽霧性能。

 這里需要說明的是，名義上非離子型固化劑的防腐蝕性能比離子型更好，可是在實(shí)驗(yàn)的過程中，如果非離子型的固化劑在設(shè)計(jì)的不夠理想的情況下，會(huì)導(dǎo)致其親水基團(tuán)過多，或者游離的小分子胺殘留過多，從而使其防腐蝕性能比離子型固化劑更差。

 固化劑的選擇還是要以自身的涂料配方要求為主，我司的離子型固化劑AERS®7016就具備了優(yōu)異的耐鹽霧，并且與多種環(huán)氧乳液都可以適配。

 3、漆固比的選擇   我們?cè)谥苽洵h(huán)氧涂料漆膜形成的過程中，所有環(huán)氧和胺官能團(tuán)不會(huì)按照我們的理想情況全部參與反應(yīng)，所以如果環(huán)氧基過量，可以提供較好的耐化學(xué)品性以及防腐蝕性。而胺過量有助于提高涂膜的固化速度和交聯(lián)密度，從而有利于提高涂膜的干燥速度、附著力、耐溶劑性及涂膜光澤等。所以在制備環(huán)氧底漆時(shí)，通常會(huì)建議客戶使用1:0.8的比例。而在制備面漆或清漆的時(shí)候，我們通常建議使用1:1的比例。

 4、顏填料的選擇 在水性涂料特別是環(huán)氧底漆中，對(duì)于顏填料的篩選是較為關(guān)鍵的一環(huán)。目前市面上很多的填料，例如沉淀硫酸鋇、鈦白粉等，在使用的過程中，要對(duì)原材料進(jìn)行測(cè)試，查一下有無水相pH的變化，有些原料中含雜質(zhì)較多，如果出現(xiàn)內(nèi)部雜質(zhì)較多的情況，那么其鹽霧性能會(huì)出現(xiàn)極大幅度的下降。  而防銹顏料，如三聚磷酸鋁、磷酸鋅等，是基于本身所具有的化學(xué)活性，與金屬表面的金屬離子反應(yīng)形成一層致密的鈍化膜、磷化膜來抑制其腐蝕進(jìn)行。 在這里，對(duì)于廣大客戶朋友們來說，選擇一家靠譜的顏填料供應(yīng)商非常關(guān)鍵，切莫貪小便宜。

 5、助劑的選擇  首先需要說的是分散劑，在環(huán)氧底漆制備的過程中，最好的選擇是非離子型分散劑。雖然非離子型分散劑對(duì)于底漆防腐蝕性能的影響較小，但是其在砂磨的過程中也存在著砂磨分散效率差以及成本高的問題。因此在分散劑的使用上很多客戶也會(huì)使用鈉鹽等類型的分散劑，離子型的分散劑在底漆的添加上一定要慎重使用。  防流掛是環(huán)氧體系中非常重要的指標(biāo)之一，主要體現(xiàn)在流變助劑的選擇。疏水性的氣相二氧化硅可用來防流掛，可用于水性環(huán)氧樹脂體系。這類產(chǎn)品通過氫鍵相互作用以架橋的方式形成三維結(jié)構(gòu)，因而具有假塑性和觸變性。有機(jī)膨潤土或蒙脫土在使用的過程中也可形成高效的觸變效應(yīng)，適用于水性環(huán)氧樹脂體系，其通過水分子的架橋使無數(shù)的膨潤土薄片形成凝膠結(jié)構(gòu)，薄片面上的烴鏈通過其較強(qiáng)的溶劑化能力而使體系增稠并產(chǎn)生觸變效應(yīng)，從而在防流掛方面有優(yōu)異的效果。

 6、儲(chǔ)存穩(wěn)定性 涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，是一款涂料最基本也是最重要的性能。導(dǎo)致涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性不佳的原因有多種。目前總結(jié)幾個(gè)常見的原因： 

（1）環(huán)氧乳液本身的穩(wěn)定性不佳。環(huán)氧乳液不同于溶劑型環(huán)氧，其在水中是處于分散的狀態(tài)，所以在使用以及儲(chǔ)存階段，如果是本身在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中不理想的產(chǎn)品，會(huì)出現(xiàn)硬沉底，甚至?xí)霈F(xiàn)水油分離的情況。這種情況下的產(chǎn)品，是無法制備出穩(wěn)定性較好的涂料的。 

（2）有的環(huán)氧乳液由于乳化劑的乳化能力不佳，導(dǎo)致乳液的適用性有問題，具體的表現(xiàn)為：無法參與到色漆的砂磨中，即在砂磨的過程中，會(huì)出現(xiàn)破乳等現(xiàn)象。這樣的乳液在制備涂料的過程中需要格外注意，盡量不要讓其參與到砂磨中。 

（3）加在環(huán)氧乳液部分的顏填料或助劑與環(huán)氧產(chǎn)生了反應(yīng)，這種情況較多出現(xiàn)在顏料部分，如酞青藍(lán)，酞青綠等有機(jī)顏料。

 7、漆膜易出現(xiàn)的問題 漆膜出現(xiàn)的問題也較多，本文出于篇幅的考慮只說其中的一個(gè)問題：關(guān)于閃銹的問題，水性環(huán)氧本身是不容易出現(xiàn)閃銹現(xiàn)象的，但是由于施工條件的不同會(huì)導(dǎo)致閃銹現(xiàn)象。如果在較為潮濕的條件下施工，則會(huì)在一些零件特別是板材上的焊接點(diǎn)、焊縫這一類以及一些鑄件上面出現(xiàn)不同程度的閃銹現(xiàn)象。如果施工條件確實(shí)會(huì)經(jīng)常出閃銹現(xiàn)象，則需要對(duì)不同的防閃銹劑進(jìn)行評(píng)估。除了要評(píng)估防閃銹劑的性能，后期對(duì)于其防腐蝕性能、耐水性能等也要做詳細(xì)的評(píng)估。