引 言

隨著我國國民經濟的發展，國家不斷加大對基礎設施建設的投入并加快其建設速度。在這一進程中，基礎設施的建設也帶動了系列行業的發展，促進了各類技術的不斷進步和提升。伴隨著基礎設施設計要求的提高，涂料面臨著新的要求，特別是在涂料的防腐蝕保護壽命、材料的涂裝性能、材料的季節通用性以及環境友好性等方面提出了新的課題。

本實驗通過對功能填料抗腐蝕機理的研究，篩選出適用于高性能抗腐蝕樹脂的功能填料,并通過復配尋求提高涂層抗腐蝕性能的填料體系，以制備適用于常用基材的環保型抗腐蝕底漆。

1、實驗部分

1.1原材料

丙烯酸樹脂：自制；滑石粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鱗片鋅鋁粉、緩蝕劑、鐵紅顏料、硅油、催干劑、HDI縮二脲固化劑、二甲苯、聚氨酯漆稀釋劑等均為市售工業品。

1.2主要實驗儀器

電子天平、砂磨、高速分散機、烘箱、測厚儀、耐鹽霧試驗箱、濕熱箱等。

1.3基礎配方

基礎配方見下表。

基礎配方

1.4制備方法

在干凈的砂磨筒內，按照A組分配方加入丙烯酸樹脂、各顏填料以及適量的稀釋劑，充分攪拌后，經砂磨機研磨至細度為25 μm，過濾下磨。然后加入助劑，低速分散至罐內各原材料混合均勻，再用聚氨酯漆稀釋劑調節不揮發物含量至48%～52%，過濾、制得A組分。

1.5施工工藝

樣板基材為氧化處理后的鋁板和打磨過的鍍鋅馬口鐵板。其中馬口鐵板用于測試機械性能，其余性能測試使用鋁板。

噴涂樣板前，按實驗比例將A組分和B組分進行混合，充分攪拌，兌稀至合適的噴涂黏度，熟化10～20 min再使用。噴涂施工，23 ℃時適用期為6 h。噴涂完成后將樣板表干30 min，再放入120 ℃烘箱中1 h烘干，選取漆膜厚度為20～30μm的樣板，測各項性能。

2、結果與討論

2.1 防腐蝕功能填料的復配

本實驗研制的為無鉻無鎘型抗腐蝕底漆，因此避免選用含有鉻和鎘類重金屬的填料，涂層顏色由無毒顏料調制。涂料的防腐蝕填料篩選滑石粉、磷酸鋅、三聚磷酸鋁、鱗片型鋅鋁合金粉作為防腐蝕填料，使用4因素3水平正交試驗確定各填料的最優添加量。

實驗設計表

實驗評價方法：

制得漆膜后，評估其防腐蝕綜合性能，包括耐油性、耐水性和耐鹽霧性。選擇最優的實驗組，以尋求防腐蝕性最好的復配組合。

試驗結果表明，體系中加入鱗片狀鋅鋁粉雖然可以提高體系的防腐蝕性能，但是對涂膜的柔韌性有影響，同時對面漆的附著力降低明顯。磷酸鋅和三聚磷酸鋁的加入實驗組Z5各項性能較好，最優配比為滑石粉2%，磷酸鋅3%，三聚磷酸鋁6%。

2.2有機緩蝕劑的選擇

本實驗篩選三種緩蝕劑，以質量分數1%加入防腐蝕底漆中。將制得的抗腐蝕底漆噴涂于基材，充分干燥后測試其耐鹽霧性能和絲狀腐蝕，實驗結果見下表。

緩蝕劑對涂層防腐性能的影響

結果表明，加入緩蝕劑可以有效提高體系的耐鹽霧和絲狀腐蝕性能，加入緩蝕劑1的實驗組效果最好。

2.3底漆配方設計

底漆的配方設計采用正交試驗方法進行，實驗涉及5因素：樹脂、顏料、防腐填料、緩蝕劑、交聯劑（即B組分）；每個因素設計4水平。

正交試驗結果分析：

結果分析方法：按照正交實驗(Z1-Z16)制得的涂料由于具有不同的交聯密度、顏基比，因此各項基礎性能有很大差別，評估其各項機械性能（包括附著力、硬度、柔韌性、耐沖擊性）以及耐水性、耐油性、耐鹽霧性、絲狀腐蝕及與聚氨酯面漆配套情況，根據項目要求的技術指標要求進行評分，有不合格項即評定為不合格(×)，全部合格實驗組以耐介質性和耐鹽霧性優者為最優實驗組,以優、良、不合格(×)進行評分。經過分析得出各因素對產物性能的影響規律及各因素最佳取值。

試驗結果分析：按評分規則對正交試驗的16組試驗進行性能測試及評分，結果表明，Z13實驗組結果最優。

2.4綜合性能測試

通過上述研究結果，按照最佳原材料及其添加量制備環保型防腐蝕底漆，并進行綜合性能測試。綜合性能測試結果見下表。

綜合性能測試結果

結 語

（1）本實驗制備的環保型抗腐蝕底漆，選用無鉻無鎘的無毒防腐顏填料，大幅度降低了生產和施工人員的接觸毒性，有效地改善了環境。不僅符合預期的研制目標，而且解決了環保問題；

（2）該底漆采用的防腐顏填料和新型緩蝕劑復配技術使底漆耐鹽霧性能提高50%以上，達到3000h。

本實驗通過對功能填料抗腐蝕機理的研究，篩選出適用于高性能抗腐蝕樹脂的功能填料,并通過復配尋求提高涂層抗腐蝕性能的填料體系，以制備適用于常用基材的環保型抗腐蝕底漆。