0 引言

粉末涂料是一种完全不含有机溶剂的环保型绿色涂料，它以微粉形态存在，采用静电喷涂技术施涂在加热的基材表面，熔融成膜。与传统的溶剂型涂料相比，粉末涂料没有溶剂污染、涂覆方便、固化速度快、涂膜性能优异，是一种从 20 世纪 60 年代在国外发展起来的高新技术。环氧粉末涂料属于粉末涂料的一大类，采用环氧树脂为基料、配以颜料、填料和助剂而成。进入 90 年代之后，随着我国石油和石化工业的发展，对管道防腐涂料提出了更高要求，许多传统的防腐涂料已不能满足需要。在这种情况下，环氧粉末涂料被应用到管道防腐中，表现出杰出的粘结力、优异的施工性、卓越的防腐性和防腐寿命，受到业界人士的好评。至今，管道防腐环氧粉末涂料已成为最具市场前景的品种之一。

1 涂料配方研究

1.1 配方设计的基本要求

环氧树脂的结构和性能是决定涂料和涂膜性能的主要因素，选择环氧树脂时应考虑熔融温度和分解温度、熔融粘度、电性能、树脂稳定性、附着力等因素。从工业化生产的角度，考虑环氧树脂的合成工艺、原料来源、价格、毒性等重要条件。管道防腐环氧粉末涂料，一般采用室温下为固态的双酚 A 环氧树脂，如 60l 、 604 等牌号的品种，可以满足要求。环氧树脂的用量应与固化剂用量结合考虑，一般来说， 1 mol 环氧基团可配 l~1.2 mol 活性氢当量的固化剂。

固化剂在很大程度上支配着涂料和涂膜的性能，因此必须认真选好固化剂。一般要求：①在常温下是固体，即粉末状、粒状或者片状；②在制造粉末涂料的热熔融混合工序中，同树脂或者其他成分不起化学反应；③制造成粉末涂料后，粉末涂料的贮存稳定性良好，在室温下贮存半年以上，同树脂及其他成分不起化学反应，也不凝聚结块；④从节能考虑，配制成粉末涂料后，能促使粉末涂料在低温下迅速固化，形成满意的涂膜；⑤要求固化剂的刺激性臭味和毒性小，无害于身体健康和环境卫生；⑥在烘烤成膜过程中，最好不释放出有刺激性臭味及有毒的化合物或者气体；⑦固化剂应无色，不能使涂膜着色，否则影响涂膜外观和使用效果；⑥固化剂要求生产工艺简单、原料来源丰富、价格便宜。一般采用酚醛树脂、双氰胺、改性双氰胺咪唑等固化体系。

颜填料应具备耐热性，管道防腐环氧粉末涂料的固化温度一般在 200~ 240 ℃ ，选用的颜填料在此 温度下应充分稳定，使涂膜在固化过程中不发生变 色、性能削弱等问题。此外，为达到防腐性能的要求，还要求颜填料具有足够的硬度和耐磨性，总体 __ 来说，无机颜填料比有机颜填料的耐温和耐化学性好。钛白、铁红、铁黑、云母氧化铁、炭黑、酞菁蓝、酞菁绿和群青、沉淀硫酸钡，轻质碳酸钙、滑石粉、高岭土、沉淀二氧化硅、云母粉和石英粉等，可以满足要求。

使用助剂的目的是调整涂料的特定功能。流平剂可用丙烯酸树脂类流平剂，用量为树脂用量的 0.2%~2% 。涂膜边角覆盖力改进剂可用微细粉状二氧化硅。消光剂可用纳米二氧化硅、滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙等。

1.2 涂料配方

根据上述要求设计初始配方后，采用特殊的复合固化剂，经过反复的配方调试和筛选，得到管道防腐环氧粉末涂料的最佳配方（质量份）：

604 环氧树脂 80

复合固化剂 24.4

颜填料 40

助剂 0.6

2 涂料制备工艺

涂料制备工艺如下：

环氧树脂、固化剂、颜填料、助剂→混合→挤出→压片→粉碎→样品。

3 涂料性能

对筛选出的最佳配方，进行了性能测试，结果分别见表 1~3 。

表 1 管道防腐环氧粉末涂料性能

表 2 管道防腐环氧粉末涂膜的机械性能

表 3 管道防腐环氧粉末涂膜化学稳定性

采用差示扫描量热仪（ DSC ）对涂料样品进行测试，实验中温度每分钟升高 20 ℃ ，重点测试 100~ 200 ℃ 范围内的热流变化，结果见附图。

附图 新型环氧粉末涂料的 DSC 曲线

由附图可见： 145 ℃ 左右涂料开始交联固化， 170 ℃ 左右放热量达到峰值， 200 ℃ 左右固化反应结束，在线性升温状态下固化时间不到 3 min 。

4 结语

经过深入的理论分析和精心的材料选择，减少了涂料配方筛选的工作量。采用国产原料研制了性能优异的管道防腐环氧粉末涂料，完全可以满足我国管道防腐的需要，市场前景十分看好。