環(huán)氧樹脂在涂料方面的應用

陳玉祥，江 文

（西南石油大學，四川成都 610500）

環(huán)氧樹脂在涂料方面的應用

陳玉祥，江 文

（西南石油大學，四川成都 610500）

簡要介紹了環(huán)氧樹脂的定義、結構及其在防腐蝕領域中的優(yōu)缺點，并對環(huán)氧樹脂在防腐涂料領域的應用狀況作了簡要的概述。同時對環(huán)氧樹脂材料在使用時出現(xiàn)的一些問題做了簡要總結，并對其前景進行了展望。

環(huán)氧樹脂；材料；防腐；涂層；應用

金屬材料腐蝕是指材料與其周圍的各種物質(zhì)發(fā)生了電化學或化學反應，生成了另外一種金屬化合物的現(xiàn)象[1]。金屬材料的腐蝕是一個非常嚴重的全球性問題，已遍及到各個工業(yè)領域，其危害十分嚴重，每年在腐蝕這方面要耗費大量資金。因此對于如何解決金屬材料的腐蝕問題已成為腐蝕與防護界研究的課題之一。在金屬防腐方法中用涂層防腐會使其施工簡便、成本低廉、具有一定的美觀效果、且不會其他基材形狀和面積等約束特點而得到了廣泛應用。

1 環(huán)氧樹脂的優(yōu)缺點

1.1 環(huán)氧樹脂的定義

由一個氧原子與兩個碳原子形成的環(huán)稱為環(huán)氧基或環(huán)氧環(huán)，含有這種三元環(huán)的化合物就統(tǒng)稱為環(huán)氧化合物。通常來說，環(huán)氧乙烷是最簡單的環(huán)氧化合物，它是通過離子型聚合后然后得到熱塑性的聚氧化乙烯樹脂也就是防腐性能的熱固性樹脂，這種樹脂就被稱為環(huán)氧樹脂[2]。在環(huán)氧樹脂中一個分子內(nèi)含有兩個以上的環(huán)氧基，它能在適當?shù)幕瘜W試劑存在下形成一種三維交聯(lián)固化的化合物。

1.2 環(huán)氧樹脂的優(yōu)點

環(huán)氧樹脂因其獨特的結構使其成為了一種具有良好的電絕緣性、耐化學性、黏接性、耐高低溫等性能的高強度熱固性高分子材料[3]，被廣泛用于保護涂層、成型電器部件、施工和公共建筑中的密封以及制備黏合劑以及石油化工、海洋工程等領域，其消耗量逐年增加，是各個工業(yè)領域中不可缺少的基礎材料。環(huán)氧樹脂對化學介質(zhì)的穩(wěn)定性也較好，還具有良好的分散性，能夠與各種填料、樹脂、助劑互溶，是目前防腐蝕領域應用最多的成膜物質(zhì)。

1.3 環(huán)氧樹脂的缺點

環(huán)氧樹脂優(yōu)點雖然眾多，但純環(huán)氧樹脂存在一些缺點，第一個缺點是難以適應某些應用領域的重防腐要求。環(huán)氧樹脂最大的不足就是在于本身的脆性比較大，還有韌性較差以及抗沖擊性能有待提高等缺點，從而限制了其在高抗沖擊及抗斷裂性能部位的應用[4]，限制了環(huán)氧樹脂進一步的發(fā)展。第二個缺點是單純的環(huán)氧樹脂也存在易老化使得大多數(shù)環(huán)氧樹脂涂料只能在100℃以下的環(huán)境和底漆下使用，溫度的限制使其不能在稍高溫度下使用。

2 環(huán)氧樹脂在涂料方面的應用

由于環(huán)氧樹脂對金屬和非金屬都有優(yōu)異的黏接強度，常被選作涂層基料。環(huán)氧樹脂防腐涂料，其涂層具有良好的耐化學腐蝕性、耐熱水性等優(yōu)點，適用于各種類型的鑄鐵管道內(nèi)的防腐層。對于涂料來說，防腐性能是考察某種涂層好壞的一個重要指標，而高分子環(huán)氧樹脂涂層充分發(fā)揮防腐功能的主要條件在于與金屬之間黏接的附著力好壞[5]。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐堿性、抗?jié)B透性、附著力和力學性能，成為防腐涂料中應用最廣泛的樹脂之一。環(huán)氧樹脂不僅具有優(yōu)異的附者強度和力學性能，能而在耐腐蝕件、耐水性等方面也表現(xiàn)突出，因而被廣泛應用于有機黏結型耐磨涂層領域。

環(huán)氧樹脂在涂料中的應用很是廣泛包括用于汽車車身底漆，部件涂裝，容器食品罐內(nèi)外的涂裝，圓桶罐內(nèi)襯里等；還能用于工廠設備車間防腐涂裝，鋼管、內(nèi)外防腐涂裝，貯罐內(nèi)涂裝，石油罐內(nèi)涂裝；在其他方面還可以用于家用電器涂裝等。

3 涂層材料常見問題

在市場上常用的環(huán)氧樹脂都不大溶于水，但會溶于醇類、醇醚類、酮類和芳烴類等多種有機試劑。然而當其用作涂料使用時，有機試劑溶解環(huán)氧樹脂的過程中就會揮發(fā)到空氣中，會對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染[6]。而且環(huán)氧樹脂涂層材料存在的一些耐磨性、耐水性及耐氣侯性等缺點還需要進一步的提高。

根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及環(huán)氧樹脂在實際生活中的應用情況，總結得出環(huán)氧樹脂材料在使用過程中出現(xiàn)的失效問題主要是涂覆涂層不均勻、環(huán)氧樹脂掛滴掛滴、環(huán)氧樹脂起泡這三種狀況。

未來幾年，國內(nèi)外防腐領域的研究學者增強環(huán)氧樹脂防腐性能的途徑，主要是：①環(huán)氧樹脂分子化學改性；②納米無機填料改性環(huán)氧樹脂。

[1] 張靜，錢碩，郭曉軍，等.低溫固化環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料的研究[J].上海涂料，2014，52（4）：1-4.

[2] 明杜，舒武炳，秦衛(wèi).防腐環(huán)氧樹脂粘接涂層的研究進展[J].中國膠粘劑，2011，（7）：53-57.

[3] 艾輝，彭素姣，魏姍，等.環(huán)氧樹脂涂層技術現(xiàn)狀以及應用中的問題[J].今日科苑，2007，（8）：54.

[4] 雷定鋒，馬文石， 鄭梓聰，等.Al2O3的表面改性及其在環(huán)氧樹脂導熱涂料中的應用[J].功能材料，2016，（7）：7225-7228.

[5] 陳顥，伍方，趙文杰，等.海水環(huán)境中環(huán)氧值對環(huán)氧樹脂涂層摩擦學性能的影響研究[J].摩擦學學報，2014，（6）：601-607.

[6] 陳佳，劉作華，范興，等.CeO2/環(huán)氧樹脂復合材料制備及其耐電化學腐蝕行為研究[J].功能材料，2015，（4）：4037-4041.

Application of Epoxy Resin in Coatings

Chen Yu-xiang，Jiang Wen

This paper briefly introduces the definition and structure of epoxy resin and its advantages and disadvantages in the field of corrosion protection，and gives a brief overview of the application of epoxy resin in the field of corrosion protection coatings.At the same time，some problems in the application of epoxy resin are briefly summarized，and the prospect of epoxy resin is prospected.

epoxy resin；material；corrosion protection；coating；application

TU561

B

1003-6490（2017）06-0153-01

2017-04-09

陳玉祥（1966—），男，江蘇揚州人，教授，主要從事油氣田開發(fā)與材料在油氣田中的應用研究工作。