Page 138 - 2025年7月防腐蚀专辑

科等：深水装备用无溶剂酚醛环氧涂料的制备及性能研究

醛环氧涂层的耐碱性比常规胺固化双酚 A 环氧涂层 能满足 NORSOK M-501 对深水装备防护涂层阴极剥
更为优异 。由于酚醛环氧树脂分子链不含羟基，改 离试验等效直径≤20 mm、海水浸泡试验划线处腐蚀
[15]
性脂环胺固化后涂层分子结构刚性大、羟基含量低， 宽度≤6 mm 的要求；继续增加偶联剂用量，性能无明
导致涂层湿附着力较差，从表 5中湿附着力较干附着 显变化，这是由于偶联剂的作用机制一般发生在基
力大幅度下降也可以证明这点。为了提高涂层的湿 材与涂层接触的界面，当整个界面的偶联剂吸附达
附着力，从而进一步提高涂层耐阴极剥离性，在上述 到饱和后，体系的耐阴极剥离性和耐海水浸泡性便
树脂固化剂体系的基础上，选用 GX-560 作为偶联 不会再随着用量而变化了，此时偶联剂的作用达到
剂，考察其用量（以 A组分树脂质量计）对涂层性能的 最佳。因此，本研究确定偶联剂 GX-560 用量为 A 组
影响，结果见表6。 分树脂质量的1%。

表6 剂用量对涂层性能的影响 2. 4 氧化 的用量
Table 6 The effect of different dosages of coupling 为降低环氧涂料因体积收缩产生的内应力，常
agents on film properties 规方法有 2 种：一种是适当提高颜基比，通过填料作
剂用量/% 为树脂交联空间结构的“核心”来增加强度，降低内
项目
0 0. 5 1. 0 1. 5 应力；另一种是添加低官能度稀释剂或树脂，以增加
附着力/MPa 18. 4 22. 9 24. 3 24. 5 涂层塑性来降低内应力。本研究制备的是无溶剂涂

湿附着力/MPa 6. 2 12. 7 19. 2 19. 1 料，为保证涂料能正常制备和生产，颜基比设计不
等效 等效 等效 等效 高，因此树脂在涂层中含量高，官能度高，交联密度
耐阴极剥离性 直径 直径 直径 直径 大，固化后体积收缩较大，涂层内应力大；同时由于
35 mm 28 mm 17 mm 18 mm
其应用于深水高压环境，常规的低官能度稀释剂会
腐蚀 腐蚀 腐蚀 腐蚀 降低涂层交联密度，降低涂层抗腐蚀介质渗透性能，
耐海水浸泡性 宽度 宽度 宽度 宽度
因此本研究选用高径厚比、高强度、高耐磨性的云
4. 1 mm 3. 5 mm 2. 3 mm 2. 2 mm
氧化铁作为主要片状填料，以提高涂层屏蔽性，同时

从表 6 可以看出，偶联剂 GX-560 可以提高涂层 降低涂层内应力。在 A 组分配方中添加不同用量的
的附着力、湿附着力。随着偶联剂用量增加，涂层耐 云 氧化铁，用硅微粉调节 A 组分颜基比不变，考察
阴极剥离性和耐海水浸泡性不断提升，当偶联剂用 云 氧化铁用量（以 A 组分质量计）对涂层性能的影
量为 1. 0% 时，各项性能达到最佳，此时涂层综合性 响，结果见表7。

表7 氧化铁用量对涂层性能的影响
Table 7 The influence of dosage of mica iron oxide on film properties
氧化铁用量/%
项目
5 10 15 20 25

耐磨性/mg 62. 4 51. 9 44. 8 24. 7 43. 5
耐阴极剥离性 等效直径34 mm 等效直径26 mm 等效直径17 mm 等效直径14 mm 等效直径16 mm
耐海水浸泡性 腐蚀宽度4. 1 mm 腐蚀宽度3. 5 mm 腐蚀宽度2. 3 mm 腐蚀宽度1. 4 mm 腐蚀宽度1. 7 mm

抗氯离子渗透性/ -3 -3 -3 -3 -3
（mg·cm ·d ） 4. 9×10 3. 8×10 2. 9×10 2. 0×10 2. 3×10
-1
-2
由表 7 可以看出，云 氧化铁可以提高涂层屏蔽 能下降。因此，本研究确定云 氧化铁用量为A组分
性，随着云 氧化铁用量的增加，涂层各项性能先提 质量的20%。

高再降低，云 氧化铁用量 20% 时，各项性能最优； 2. 5 水装备用 溶剂酚醛环氧涂料综合性
再提高用量，性能出现一定程度下降，这可能是因为 能对比
片状颜料添加过量，树脂无法将其完全包覆，导致性 以 m（DEN431）∶m（EPALLOY8240）=3∶1 为主体

133