1.3水性环氧树脂

1.3.1水性涂料

近年来，各个国家都颁布了对涂料中VOC(volatileorganiccompound:挥发性有机化合物)的使用限制的环保法规，并且法规变得越来越严格，美国、英国、日本、澳大利亚等很多国家都限制了溶剂型涂料中VOC含量。瑞士甚至制订了根据涂料中有机化合物含量的税收政策。毋庸置疑，随着人们对环境问题的重视，国家对涂料中VOC含量的限制将越来越严苛。由于对限制有机溶剂向大气释放的立法数量不断增加，溶剂型涂料逐渐开始往水性涂料、粉末涂料、高固体涂料和无溶剂型涂料方向转换。在工业防腐涂料领域，水性涂料和粉末涂料逐渐开始取代了溶剂型防腐涂料。

但由于粉末涂料的工艺比较复杂，在制作时需要烘焙、干燥等流程，人们逐渐将重心转向了水性涂料。由于水性涂料的溶剂是水，造价低，无毒，对人和环境的危害小，生产过程比较安全，性能也不错，目前成为了比较受欢迎的环保型涂料，也是涂料研究领域的焦点。据统计，在金属防腐蚀涂料的市场中，水性涂料所占的市场份额越来越高，经过这些年的发展，目前水性涂料已经成为了环保涂料产品中的代表。目前己经开始工业化生产的水性防腐涂料分为水性环氧树脂涂料、水性无机富锌涂料、水性聚氨酯涂料和水性丙烯酸树脂涂料四大类[5]。

1.3.2水性环氧树脂简介

水性环氧树脂是水性涂料中在工业领域运用最多的一种，也是最重要的防腐蚀涂料中的一种。它分为水稀释型和水乳型两种。水性环氧树脂干燥快、附着力好、固含量高、耐蚀性也不错。其具体的优点与局限详见表1.2。成本、储存，对环境的影响 以水为溶剂或分散剂，安全环保、施工方便清洁、效率高，不会有刺鼻的溶剂味道；水性环氧树脂涂料对大多数基材都具有优良的附着力，还可以与泥浆、砂浆等配套使用以增加附着效果；固化时间短，在室温条件下就可以进行固化，在潮湿环境中固化效果也不会受到影响，固化交联密度也可达到施工要求；成本较低、安全环保，消除了制造施工各环节的火灾安全隐患，减少了排放，对环境保护和减少污染起到了积极的作用。 需要在施工过程中控制合适的温度、相对湿度、通风效果等，否则水的挥发时间较长会对涂膜性能造成影响；

受涂层附着力性能的影响，水性环氧树脂涂料在水下和高温条件下施工性较差；金属基材表面极容易出现＂闪蚀＂现象；水的表面张力比较大，对基材表面的润湿性较差，特别是一些表面粗糙、带油渍的基材需要在涂料施工前对基材表面进行清理操作；水性树脂必须具有一定的亲水性才能稳定的存储，但是在制备成涂料后，涂层中残留的亲水基团会降低涂料的耐水性及防腐蚀性能。

1.3.3水性环氧树脂防腐蚀涂料的性能要求

涂层的组成、结构都会影响水性防腐蚀涂料的防腐蚀性能，与用于建筑的水性涂料相比，水性金属防腐涂料对各种原料的选用十分严格，各组分之间必须有较好的匹配性，任何一种原料的种类和含量都可能会导致涂层性能的急剧下降[6]。

根据涂层防腐蚀理论，一种优秀的防腐蚀涂料涂层其性能应符合以下要求：1、长期存放在腐蚀介质中的成膜物质仍应具有较好的稳定性。树脂中的高分子链或者官能团会与酸性、碱性等腐蚀介质中的某些物质发生反应，使其发生降解，导致性能的下降。除此之外，大部分有机物都会由于室外太阳光的照射而发生老化，产生自由基，逐步使断链中分子的数量下降，物理性能也逐渐变差。因此，为了使涂层长期维持一个比较稳定的状态，涂层的物理、化学性质都应相对稳定。2、在腐蚀介质中有隔离作用。水中含有的电解质（如二氧化碳、无机盐等）如果可以穿过涂层，就会吸附在金属上构成腐蚀电池。金属离子与氯离子在阳极发生反应生成铁盐，进一步促进腐蚀电池的反应；水中溶解的氧气在阴极发生吸氧腐蚀，该反应会生成大量氢氧根，使溶液呈碱性，从而使涂层水解、附着力下降，甚至会导致涂层从金属基体表面剥落。因此应选用物理屏蔽作用好的树脂为原料。3、涂层的附着力要好。涂层必须要紧密地附着在金属基体表面上才能保证比较好的防腐效果。涂层的附着力与基材表面是否存在杂质、树脂的种类、助剂的选择都有关系。4、涂层的力学性能较好，能抵挡大部分的外界伤害。高分子聚合物是涂料中的主要成膜物质，温度对其影响非常大，因此，在选择树脂及颜填料时也要注意温度的影响。