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摘要:以安圖伊利石為原料，在既定的配方中，系統研究了伊利石在不同用量下對環氧防腐涂料涂膜防腐性能的影響。結果表明，伊利石與環氧樹脂的最佳比例為0.7~1.1∶1（質量份）。在環氧樹脂體系中，伊利石是一種優質功能填料，可以提高產品防腐性能，降低生產成本。

關鍵詞:伊利石；環氧樹脂；防腐涂料；填料材料

腐蝕危害遍及日常生活和幾乎所有的行業，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失為7000億至10000億美元。我國每年因腐蝕造成的損失約為兩萬億元，腐蝕問題已經成為影響國民經濟和社會可持續發展的重要因素之一[1]，防腐研究也成為材料界的熱點。在眾多的防腐措施中，表面涂層防腐涂料是直接可行的技術途徑，具有成本低、效果好的優點。環氧樹脂作為長效或超長效防腐保護涂料，是重防腐涂料中最重要的一類。環氧樹脂防腐涂料主要由環氧樹脂、防腐顏料、無機填料、觸變劑、防腐添加劑、固化劑和混合溶劑等成分組成[2-3]。無機填料加入環氧樹脂，可以降低涂料的成本和改善涂料性能，填料的晶形對防腐效果的影響較大，片狀的填料對水、水蒸氣、電解質和氧具有很好的防滲透效果[3]。因此，開發優質的填料是保證環氧樹脂防腐涂料優異性能的關鍵因素之一。伊利石礦物顆粒細小（＜2μm），呈鱗片狀，具有富鉀、高鋁、明亮、光滑、松軟、耐熱、高吸附性、高吸油率、紫外線透過率低、流變性好、白度高、耐磨性好、抗酸堿性、絕緣性好等特性[4]，是一種天然無機礦物填料，目前伊利石在涂料領域中的應用研究主要集中在防霉殺菌涂料[5-6]、空氣凈化涂料[7-8]、熱固性涂料[9]等。本試驗旨在雙組分環氧防腐涂料配方的基礎上，選用伊利石作為功能填料，考察在不同用量條件下對涂料及涂膜防腐性能的影響，為伊利石在防腐涂料中的應用提供依據，同時也為伊利石產品的應用拓寬新領域。

1試驗部分

1.1原料

試驗所用伊利石原料來自安圖縣領航新材料科技有限公司，其主要化學成分（w/%）為：SiO2，54.65；Al2O3，26.29；Fe2O3，2.93；TiO2，0.40；K2O，7.63；Na2O，0.69；CaO，0.97；MgO，1.43；燒失量，5.29。X射線衍射分析結果顯示，伊利石原料中主要礦物組分及含量（w/%）為：伊利石，75；石英，15；鈉長石，6；高嶺石，4。

1.2雙組分環氧防腐涂料試驗配方

（1）組分A各成分及用量（質量份）：901環氧樹脂液，136份；BYK-ATU分散助劑，2.5份；沉淀硫酸鋇，20份；磷酸鋅，40份；金紅石型鈦白粉，40份；氧化鐵黑，2.8份；混合溶劑（二甲苯與丁醇體積比4∶1），80份；防沉劑，0.5份。（2）組分B（胺固化劑）各成分及用量（質量份）：Aunmide315聚酰胺，63.5份；混合溶劑（二甲苯與丁醇體積比4∶1），36.5份。（3）A、B兩組分使用配比：A與B體積比10∶1。（4）固定組分A和組分B的用量不變，伊利石的添加量分別設定為：40份、60份、80份、100份、125份、150份。

1.3試驗工藝

（1）組分A：往合適容積的配料罐中加入配方量的全部環氧樹脂液、BYK-ATU分散助劑及70%左右的混合溶劑，攪拌均勻后加入鈦白粉、伊利石粉（變量）、硫酸鋇、磷酸鋅、氧化鐵黑及防沉劑等粉體，攪拌混合均勻后，采用砂磨機研磨至漿料細度小于等于60μm，出料至配漆罐中稱重及檢測固含量，進行物料平衡計算，加入余下應加入量的混合溶劑，攪拌均勻后用120目（0.124mm）的濾網過濾包裝密閉，待測試性能用。（2）組分B：將Aunmide315聚酰胺和混合溶劑加入合適容積的配料罐中，攪拌均勻后用150目（0.106mm）濾網過濾，包裝密閉待用。

1.4檢驗樣板制備

按照相關標準規定的制板方法和要求進行涂膜性能檢驗用樣板的制備。將組分A和組分B按比例混合攪拌均勻，采用配套稀釋劑調整至合適施工黏度，噴涂于打磨除銹和清潔處理后干燥潔凈鋼板表面，根據所檢測項目的制板要求控制各檢驗板的涂膜厚度，噴涂后將檢驗樣板放置于恒溫干燥箱中進行自然干燥養護，達到干燥養護時間后按要求進行相關性能檢驗。

1.5性能檢測

依照GB/T6748-2008船用防銹漆（Ι型雙組分）相關標準要求，對不同伊利石用量下得到的防腐涂料檢驗樣板進行相關性能檢測。

2結果與討論

2.1伊利石對涂料基本性能影響

固定雙組分A和B的用量不變，不同伊利石添加量對涂料基本性能的影響。涂料的基本性能數據可看出，隨著伊利石含量的增加，環氧樹脂防腐涂料的體系狀態穩定，表現在常溫下體系均勻，高溫下貯存穩定。說明伊利石用量的增加對涂料的施工性能和貯存性能均沒有不良影響。伊利石用量增加，防腐涂料中的不揮發物含量也隨之增加，說明添加伊利石可以相對減少環氧樹脂和揮發性溶劑的用量，使涂料更具有環保性。

2.2伊利石對涂料涂膜物理機械性能影響

固定雙組分A和B用量不變，不同伊利石添加量對涂料涂膜物理機械性能的影響。

2.3伊利石對涂料防腐性能影響

固定雙組分A和B的用量不變，不同伊利石添加量對涂料防腐性能的影響。綜上所述，若僅從符合標準要求和生產成本考慮，可以選擇伊利石添加量在150份；若從性能最優考慮及應用于高防腐性能要求的領域，則應選擇添加量在100份。所以應根據不同市場需要選擇不同的產品配方。隨著伊利石用量的增加，涂層的防腐性能呈提高趨勢。這可能與填料的酸堿性及離子含量有關，本次所用伊利石粉的水浸pH值為9.2，電導率接近100μS/cm，為偏堿性的填料。對于環氧樹脂體系，環氧樹脂和胺固化劑交聯反應后的涂膜呈堿性，將偏堿性的伊利石粉加入到涂層中，可以促使胺基和環氧基的充分固化反應，再加上自身為堿性，增強了涂層的堿性，相應提高了涂層的防腐性能。

3結論

1.安圖縣領航新材料科技有限公司的伊利石產品用于雙組分環氧防腐涂料試驗配方中，涂料具有很好的防腐性能。2.環氧防腐涂料的防腐性能隨著伊利石用量的增加而提高，每份樹脂對應的伊利石最佳添加量在0.7~1.1份。添加伊利石起到節約樹脂用量，提高產品性能，降低生產成本的作用。3.試驗環氧防腐涂料產品適合中等至較高腐蝕環境下的鋼結構腐蝕防護，可應用于各類機械、設備、交通車輛、港口設施、船舶、建筑鋼構的打底防腐，以及電廠、油田、化工廠等鋼構設施的防腐涂裝，可與丙烯酸和聚氨酯面漆及傳統醇酸面漆等產品進行配套使用。

參考文獻：

[1]王妮.數說國內外腐蝕損失[J].腐蝕防護之友，2016(4)：7-8.

[2]何錫鳳，張巨生，李貴東.環氧樹脂防腐涂料[J].中國涂料，2002(2):39-41.

[3]宣兆龍，易建政，杜仕國.防腐涂料用環氧樹脂的改型及添加劑[J].腐蝕科學與防護技術，2000,12(4):221-223.

[4]崔越昭.中國非金屬礦業[M].北京：地質出版社，2008:115.

[5]孫巨福，戴宇鈞，祝盆鑫.一種防腐殺菌涂料：中國，201410451798.1[P].2018-01-07.

[6]趙薇，陳建新.一種伊利石復合涂料：中國，201510119471.9[P].2015-06-24.

[7]黃允金，陳麗萍，許慶華，等.具有凈化空氣功能的伊利石彩色涂料粉：中國，201510776653.3[P].2016-01-27.

[8]河南八靈電子科技有限公司.一種凈化空氣的建筑涂料：中國，201611235892.9[P].2017-04-26.

[9]王樹江，單紹雷，楊永恒，等.一種聚醚醚酮與改性伊利石混合熱固性涂料的制備方法：中國，201610423746.2[P].2016-08-10.

作者：于陽輝1,2 單位：1蘇州中材非金屬礦工業設計研究院有限公司，2國家非金屬礦深加工工程技術研究中心