浅谈环氧防腐涂料固化剂的发展趋势

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1   引言

3 x+ x: O! f4 _     腐蚀给国民经济带来巨大损失，据工业发达国家的调查，每年因腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的2%-4%，因此搞好腐蚀的防护工作具有重大的社会和经济意义。而涂料防腐既经济，又方便，已成为多种防腐措施的首选。其中环氧涂料由于其独特的性质，几乎应用于所有防腐领域。但是出于经济性和通用性的考虑，国内外绝大多数的环氧防腐涂料选用的环氧树脂几乎都是相同的，所不同的就是固化剂的选用。环氧涂料的性能特点很大程度上取决于固化剂的性能特点。
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- @9 ]5 C% ~; Q3 x9 Y$ ]2   国内外环氧防腐涂料固化剂的现状
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) P( p! W9 C- S1 v( S5 e2 H" @     常温固化的环氧胺类固化剂主要有5种：脂肪胺、脂环胺、多醚胺、芳香胺和芳脂胺。由于各种因素的影响，国内最初对环氧树脂的研究热情远高于固化剂，因此在相当长的时间内，国内环氧固化剂只停留在脂肪胺及其改性产品上，如中国独创的T-31固化剂系脂肪胺与甲醛和苯酚经曼尼斯反应所得，最通用的聚酰胺则由脂肪胺与脂肪酸或其二聚体反应生成。即使到现在，由于成本和意识两方面的原因，T-31和聚酰胺这两类固化剂仍然是众多国内防腐涂料厂家的首选。

     和国内企业相比，欧美企业则远远地走在了前面。根据不同的应用场合，国外环氧防腐涂料固化剂的品种很多。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、改性脂环胺和多醚胺类固化剂。其中综合性能优异的改性芳脂胺固化剂成为首选。国内外在环氧防腐涂料固化剂的选择上存在如此巨大的差异，其根本原因在于对环氧防腐涂料的性能认知上的分歧。当国内的部分用户仍然停留在环氧防腐涂料只要能固化的认知水平上时，国外对环氧涂料的认知水平已达到极为细微的水平上。一般而言，环氧防腐涂料至少达到如下要求。
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: ~+ a; S$ y0 R$ ^& f# T0 T; |     (1)优异的耐久性。整个涂层体系耐盐雾、耐盐水浸泡、耐湿热、耐阴极保护、耐化学品等性能优异，并具有良好的机械性能，不易损伤等。
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7 t8 {6 \; N1 a  o+ b     (2)良好的施工性。喷刷涂性、抗流挂性、干燥性、可操作时间、重涂性良好。
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7 Z  M. b: x" l6 D! K. w4 i, S9 U8 B     (3)较长时间的贮存稳定性。在较长时间内不结块、不增黏、不沉底。

     (4)对环境友好。不使用有害健康和污染环境的颜填料和溶剂，研发高固体分和无溶剂涂料。
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: H0 y, z# h2 i0 [1 i     固化剂的选用是否适当，对(1)(2)(3)点的影响几乎是决定性的。
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9 y1 H# S: }9 O3 Z     根据笔者的工作经验，通过对聚酰胺的改性，可以将其中游离脂肪胺的含量降到可以忽略不计的水平，从而大幅度改善漆膜的外观和重涂性，并同时提高漆膜的干燥速度，改善与液体环氧树脂的混容性，显著提高了漆膜的机械性能和防腐性能。这也就是越来越多的新兴涂料企业逐步采用改性聚酰胺固化剂的根本原因。
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     关于芳脂胺的防腐特性，笔者曾经对本公司出品的几种固化剂做过如下的对比试验。

& ]3 }# l& c( B' B/ S) K     试验样品：D8180聚酰胺改性环氧固化剂；D8196芳脂胺改性环氧固化剂；D8166脂环胺改性环氧固化剂。
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) E* _) g6 J7 c! _4 |( Z: _     试验方法：取以上3种固化剂分别与环氧当量为190的液体环氧树脂按等当量配比，适当稀释后喷在表面经过喷砂处理的钢板上，厚度控制在50微米左右。室温干燥,7d后置于室外的天然曝晒架上，6个月后观察表面状况。

3 }, j- T9 N, I- b) f) H" s* ]     结论：从防锈效果来看，无疑芳脂胺改性的D8196具有最佳的防腐蚀效果，由于苯环含量最高，因此其耐光性能最差，但环氧体系只用作室外防腐体系的中底漆或储罐内涂，因此对耐光性无任何要求。"芳脂胺优异防腐性的理论解释从芳脂胺的化学结构来看，它是芳香胺和脂肪胺的完美组合，芳脂胺基本综合了脂肪胺反应速度快、无色、无毒等优点和芳香胺与环氧混容性好的优点，而通过对芳脂胺的进一步改性克服了其外观易起油花的缺点，就可以得到性能非常优异的改性芳脂胺环氧防腐固化剂，与不同组合的环氧树脂配合，可得到常规的环氧防腐涂料、高固体分防腐涂料和无溶剂环氧防腐涂料，广泛应用于各种长效防腐体系，包括各种污水罐、油罐、化学品罐和船舶上的饮水舱、压载舱、油舱、干货舱等多个应用领域。
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3   结语
     出于经济性和产品特性的考虑，T-30和聚酰胺在一定阶段内仍将作为各环氧防腐涂料工程师的基本选择，但随着我国环氧防腐涂料快速发展，改性聚酰胺固化剂和基于芳脂胺的改性环氧固化剂将得到越来越普遍的应用。